水热法合成白光Ca1-x WO4：xEu3+荧光粉的表征

合集下载

水热法制备微纳米荧光材料

水热法制备微纳米荧光材料白玉龙;高红;张俊英【摘要】无机材料的颗粒尺寸和微观形貌与它们的化学组成以及结构一样对其物理化学性质有重要的影响。

在众多的材料合成方法中，水热合成因为在控制产物尺寸和形貌方面具有显著的优势逐渐得到了材料研究学者的广泛关注。

荧光材料对分散性及均匀性有很高的要求，而各种类型的有机添加剂辅助的水热反应可以提高产物的均匀性、分散性，实现形貌的多样性。

综述了水热合成制备微纳米结构荧光材料的现状，重点介绍了表面活性剂、生物大分子、有机酸、有机溶剂类等有机添加剂对水热合成过程的辅助作用并简单阐述了影响机理。

最后，总结了目前在水热合成微纳米荧光材料领域存在的问题，并展望了其发展前景。

%Generally,the physical and chemical properties of inorganic materials are strongly related to their chemical composition and microstructure,as well as particle size and morphologies.Among all synthetic meth-ods,the hydrothermal method has attracted more and more attention because of its outstanding advantages on controlling the size and morphology of materials.The dispersion and homogeneity are very important for the flu-orescent materials,and the organic additive-assisted hydrothermal syntheticstrategies may realize further con-trol of themorphology,uniformity and diversity of morphologies of the fluorescent material viathe introduction of various organic additives.In thispaper,hydrothermal synthesis of micro-nanofluorescent materialassisted by surfactants,biological macromolecules,organic acids,organic solvent and other organic additives were reviewed and were brieflydiscussed.Finally,we conclude the problems existing in the hydrothermal synthesis and pres-ent the future prospects of this research area.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】8页(P12019-12026)【关键词】水热合成;有机添加剂;荧光材料;尺寸;形【作者】白玉龙;高红;张俊英【作者单位】北京航空航天大学物理科学与核能工程学院，北京 100191;北京航空航天大学物理科学与核能工程学院，北京 100191;北京航空航天大学物理科学与核能工程学院，北京 100191【正文语种】中文【中图分类】TB34;TB441 引言随着纳米技术的飞速发展，人们对纳米材料的关注已经从单纯地研究其奇特的光学［1］、力学、热学、电磁学、催化性质［2－4］、相转变和粒子输运等物理化学性能转移到设计纳米复合材料以及纳米组装体系。

水热法制备CaWO4：Dy3+蓝白光荧光粉

项目名称：水热法制备CaWO4:Dy3+蓝白光荧光粉系别：专业班级：学号：学生姓名：指导老师：时间:2014年11月30日材料专业综合设计实验报告水热法制备CaWO4:Dy3+蓝白光荧光粉1实验目的1）熟悉和掌握CaWO4:Dy3+荧光粉材料制备工艺过程及原理及性能测试与结构表征；2）理解水热法工艺因素对材料性质与结构的影响；3）培养学生的创新意识、创新能力、科学态度，使其具有较强动手实践能力、初步的科研开发能力和科技研究能力；4）培养学生综合设计实验的能力，提高分析问题、解决问题和动手能力，为学生毕业后从事材料生产与检测奠定基础。

2实验原理及步骤2.1 概论白光LED因具有体积小、能耗少、寿命长、反应速度快，环保等优点被誉为第四代照明光源，前实现产业化的光转换型白光LED技术主要有：一是用GaInN芯片的蓝光与黄色荧光粉混合发出或GaInN芯片的蓝光与其激发红绿色荧光粉的红绿光混合成白光；二是用紫外、近紫外的GaInN芯激发RGB三基色荧光粉得到白光。

然而，在“蓝光LED+黄色荧光粉”结构中，因缺乏红色荧光粉导致显色指数低、色彩还原性差等问题；在“蓝光LED+红绿荧光粉”结构中，绿色荧光粉的发光效率基本上能满足需要，但红色荧光粉的效率要有较大提高；在“紫外、近紫外LED+三基色荧光粉”结构中，三种荧光粉的效率都需要较大提高，其中红色荧光粉的效率最低。

因此研究一种发光效率高、发光稳定性好的红色荧光粉，用于“蓝光LED+红绿荧光粉”体系和“紫外、近紫外LED+三基色荧光粉”体系或者补充“蓝光LED+黄色荧光粉”系统缺少的红色部分都是很有意义的。

LED用荧光粉可分为有机材料和无机材料。

综合材料的制备、物理、化学及发光特性等因素后，无机材料荧光粉成为人们研究和应用的重点。

传统的蓝光激发Ce3+钇铝石榴石荧光粉不耐高温，发生红移时发光功效也随之降低。

为了获得低成本、高性能的LED，人们断地研发新的基质荧光粉，主要包括硫化物、氮化物及氮氧化物、铝酸盐、钨酸盐、硅酸盐等。

新型SrCaWO4Eu3+荧光粉的制备、电子结构及其发光性能

第37卷第1期陕西科技大学学报 V o l.37N o.1 2019年2月 J o u r n a l o f S h a a n x iU n i v e r s i t y o f S c i e n c e&T e c h n o l o g y F e b.2019* 文章编号:2096-398X(2019)01-0101-07新型S r C a WO 4:E u3+荧光粉的制备㊁电子结构及其发光性能白少杰1,刘运2*,刘丁菡2,王凯1,朱毅2,王蓉2,张富春3(1.陕西科技大学材料科学与工程学院,陕西西安 710021;2.陕西科技大学电气与信息工程学院,陕西西安 710021;3.延安大学物理与电子信息学院,陕西延安 716000)摘要:采用一种较为温和的水热法成功地制备出一种新型白光L E D用红色S r y C a1-x-yWO4:x E u3+(x=0,0.05;y=0,0.01,0.02,0.03,0.05)荧光粉,基于第一性原理对C a WO4和S r0.02C a0.98WO4的电子结构进行了理论分析,通过X射线衍射㊁R i e t v e l d精修和荧光光谱对样品的物相结构和发光性能进行了研究㊂计算结果表明:C a WO4㊁S r0.02C a0.98WO4晶体都是一种直接带隙半导体,禁带宽度分别为4.077e V和4.080e V.X R D和精修结果表明了所制备的荧光粉是空间群为I41/a(88)纯四方相的白钨矿结构,E u3+和S r2+成功的掺杂到C a WO4晶格中取代了C a位.荧光光谱结果表明:当x=0.05,y=0.02时,S r y C a1-x-y WO4:x E u3+系列荧光粉在617n m处E u3+的5D0→7F2电偶极跃迁发射最强,并且在近紫外(397n m)和蓝光区域(467n m)处都能被有效激发,S r2+引入到C a WO4:0.05E u3+中可以通过改变E u3+格位周围对称性从而增强红光发射.这些结果表明S r0.02C a WO4:0.05E u3+荧光粉可以作为一种有前景的白光L E D用红色荧光粉.关键词:S r0.02C a WO4:0.05E u3+;水热法;第一性原理;荧光粉中图分类号:O482.31 文献标志码:AS y n t h e s i s,e l e c t r o n i c s t r u c t u r e s a n d l u m i n e s c e n t p r o p e r t i e so f n o v e l S r C a WO4:E u3+p h o s p h o rB A I S h a o-j i e1,L I U Y u n2*,L I U D i n g-h a n2,WA N G K a i1,Z HU Y i2,WA N G R o n g2,Z H A N GF u-c h u n3(1.S c h o o l o fM a t e r i a l s S c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g,S h a a n x i U n i v e r s i t y o f S c i e n c e&T e c h n o l o g y,X i'a n710021,C h i n a;2.C o l l e g e o fE l e c t r i c a l a n d I n f o r m a t i o nE n g i n e e r i n g,S h a a n x iU n i v e r s i t y o fS c i e n c e&T e c h n o l o g y,X i'a n710021,C h i n a;3.C o l l e g e o f P h y s i c s a n dE l e c t r o n i c I n f o r m a t i o n,Y a n'a nU n i v e r s i t y,Y a n'a n716000,C h i n a)A b s t r a c t:As e r i e s o f n e wr e dS r y C a1-x-y WO4:x E u3+(x=0,0.05;y=0,0.01,0.02,0.03,0.05)p h o s p h o r s o fw h i t eL E D sw e r e s u c c e s s f u l l yp r e p a r e db y am i l dh y d r o t h e r m a lm e t h o d.T h e e l e c t r o n i c s t r u c t u r e o fC a WO4a n dS r0.02C a0.98WO4w a s c a l c u l a t e d a n d a n a l y z e db y f i r s t-p r i n c i p l e s.T h e p h a s e s t r u c t u r ea n d l u m i n e s c e n c e p r o p e r t i e so f t h es a m p l e sw e r es t u d i e db y X-r a y d i f f r a c t i o n,R i e t v e l dr e f i n e m e n t a n d f l u o r e s c e n c e s p e c t r o s c o p y.T h e c a l c u l a t i o nr e s u l t s*收稿日期:2018-09-29基金项目:国家自然科学基金项目(51272148)作者简介:白少杰(1994-),男,陕西宝鸡人,在读硕士研究生,研究方向:发光与显示材料通讯作者:刘运(1963-),男,陕西富平人,教授,硕士,研究方向:无机非金属发光材料,l i u y u n@s u s t.e d u.c n Copyright©博看网 . All Rights Reserved.陕西科技大学学报第37卷s h o wt h a t t h eC a WO4a n dS r0.02C a0.98WO4c r y s t a l sa r ea l ld i r e c tb a n d g a p s e m i c o n d u c t o r sw i t hb a n d g a p s o f4.077e Va n d4.080e V,r e s p e c t i v e l y.X R Da n dR i e t v e l d r e f i n e m e n t s h o wt h a t t h e p r e p a r e d p h o s p h o r s i sas c h e e l i t es t r u c t u r ew i t has p a c e g r o u p o f I41/a(88)p u r et e t r a g o n a l p h a s e.E u3+a n dS r2+a r e s u c c e s s f u l l y d o p e d i n t o t h eC a WO4l a t t i c e t o r e p l a c e t h eC a s i t e.F l u o r e s c e n c e s p e c t r o s c o p y r e s u l t s s h o wt h a t t h e S r y C a1-x-y WO4:x E u3+p h o s p h o r s e-m i t t h e s t r o n g e s t5D0→7F2e l e c t r i c d i p o l e t r a n s i t i o no f E u3+a t617n m w h e n x=0.05,y=0.02.M e a n w h i l e,i t c a nb e e f f e c t i v e l y e x c i t e d i n t h e n e a r u l t r a v i o l e t(397n m)a n db l u e r e g i o n s (467n m).A n d t h e i n t r o d u c t i o no f S r2+i n t oC a WO4:0.05E u3+w i l l c h a n g e t h e s y mm e t r y a-r o u n d t h eE u3+l a t t i c e t o e n h a n c e r e d e m i s s i o n.T h e s e r e s u l t s i n d i c a t e t h a t t h e p h o s p h o r i s ap r o m i s i n g r e d p h o s p h o r f o r u s e i n W-L E D s.K e y w o r d s:S r0.02C a WO4:0.05E u3+;h y d r o t h e r m a lm e t h o d;f i r s t-p r i n c i p l e s;p h o s p h o r0 引言白光发光二极管(W-L E D)由于其具有体积小㊁寿命长㊁效率高㊁环保无污染等优点而成为一种全新的第四代全固态照明光源,造就了照明行业的一场新的革命[1-3].目前,实现白光L E D的方式主要有:(1)用蓝光的I n G a N芯片(450~470n m)激发黄色Y3A l5O12:C e3+(Y A G:C e)荧光粉实现白光;(2)将红㊁绿㊁蓝L E D芯片或发光管组成一个像素实现白光;(3)用近紫外或蓝光L E D芯片激发红㊁绿㊁蓝三色荧光粉从而实现白光[4,5].然而, Y A G:C e由于缺少红光成分发光效率和显色性能较差,红㊁蓝㊁绿L E D芯片所组装的半导体器件工艺复杂㊁花费昂贵从而限制了它的进一步发展,所以用近紫外或者蓝光L E D芯片激发红㊁绿㊁蓝三色荧光粉获得白光是目前最具有应用前景的一种方式[6].但是目前相对于现有的蓝㊁绿荧光粉而言,红色荧光粉在色纯度以及效率方面仍然存在一些缺陷,所以开发一种能被近紫外或者蓝光激发的红色荧光粉成为迫切需要解决的问题.虽然目前一些氮化物荧光粉由于其高量子效率和热稳定性引起了广泛关注,但是其苛刻的制备条件(1600℃和0.5M P aN2气氛)受到了很大限制[7],然而金属钨酸盐及其衍生物(RWO4,R= C a,S r,B a)具有优异的热稳定性,良好的发光性能和独特的结构,可以作为一种优良的发光材料基质.其中具有白钨矿结构的C a WO4是一种典型的自激活荧光材料,特别是对于E u3+掺杂的C a WO4荧光材料,E u3+具有4f电子层结构,符合跃迁发光的要求,WO42-在紫外或者近紫外区域具有强烈的吸收,并且可以将吸收的能量传递给E u3+,从而可以使得荧光材料产生高效的红色发光性能[8-10].近年来,对于E u3+掺杂C a WO4荧光材料的研究也取得了一系列的进展.S u等[11]通过柠檬酸辅助水热法制备了C a WO4:E u3+,N a+,证明了这种制备方法中E u3+和N a+同时取代一个C a位,从而得出结论,可以通过共掺杂的异价离子去控制用于结构修饰的纳米结构的化学组成和发光性能.王林香[12]通过微波辅助加热法制备了N a+,L i+,B i3+掺杂C a WO4:E u3+,研究了不同价态金属离子掺杂所引起的晶场环境㊁氧空位浓度㊁以及杂质缺陷的机理以及不同的掺杂浓度对材料的发光性能的影响.然而目前对于采用一种较为温和的㊁无任何表面活性剂的水热法,通过改变材料微观结构对称性从而提升C a WO4:E u3+荧光粉红色发光性能及其基质电子结构的研究还未曾报道.本文将采用一种较为温和的水热法制备了一种S r y C a1-x-y WO4:x E u3+(x=0,0.05;y=0, 0.01,0.02,0.03,0.05)荧光粉,详细研究了所得到荧光粉的物相结构㊁发光特性和浓度猝灭机理,并且基于第一性原理对C a WO4㊁S r0.02C a0.98WO4基质的电子结构进行了研究.1 实验部分1.1 样品制备和表征水热法合成S r y C a1-x-y WO4:x E u3+(x=0, 0.05;y=0,0.01,0.02,0.03,0.05)样品的实验过程为:首先将E u2O3(99.99%,国药)在加热条件下溶于稀硝酸中,配置成0.1m o l/L的E u(N O3)3溶液备用.以S r0.02C a WO4:0.05E u3+样品的制备为例:取6mm o l(1.989g)N a2WO4㊃2H2O溶解于15m L的去离子水中形成溶液A.将6mm o l(1.331g)C a(N O3)2㊃4H2O㊁0.12mm o l(0.026g)S r(N O3)2㊁0.3mm o l(3m L)E u(N O3)3溶解于20m L去离子水中形成溶液B.然后在磁力搅拌器的作用下将溶液A逐滴加入到B溶液中,搅拌40m i n之后用氨水调节溶液p H=9,然后转移至60m L带聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中,填充度为80%,加热至180℃,保温12h后冷却至室温,然后用去离子水和无水乙醇各洗涤三次,在㊃201㊃Copyright©博看网 . All Rights Reserved.第1期白少杰等:新型S r C a WO4:E u3+荧光粉的制备㊁电子结构及其发光性能70℃干燥箱中干燥研磨后得到S r0.02C a WO4: 0.05E u3+.样品的物相结构分析采用日本理学公司D/ m a x-2200P C型X射线衍射仪,射线源为C u靶Kα1(λ=1.5406Å),扫描范围是10°~80°.样品的激发光谱和发射光谱采用具有150W氙灯稳定光源的英国爱丁堡F S5型的荧光光谱仪进行测试.以上所有测试均在室温下进行.1.2 计算参数设置能带结构和态密度的理论模拟计算采用密度泛函理论结合投影缀加平面波方法的V A S P(V i-e n n aa bi n i t i os i m u l a t i o n p a c k a g e)软件包.计算时,体系中各原子核与内层电子对外层电子之间的库仑吸引势使用超软赝势表示,平面波的截断能量为340e V,电子间的交互关联势选用非局域化广义梯度近似G G A(g e n e r a l i z a t i o n g r a d i e n t a p p r o x i-m a t i o n)的P B E泛函形式,迭代过程中的收敛精度为1.0×10-6e V/a t o m,K空间取样3×3×4,采用原胞为模型,原胞中共有12个原子,2个W,2个C a,8个O原子,赝势计算表明文件中C a㊁S r㊁W㊁O各原子的原子轨道分别为C a的p和s轨道㊁S r 的p和s轨道㊁W的p㊁d和s轨道以及O的s和p 轨道,计算前先对晶体进行了几何优化,力的收敛标准设置为0.02e V/Å.2 结果与讨论2.1 结构分析图1是通过水热法(180℃下保温12h)制备的S r y C a1-x-y WO4:x E u3+(x=0,0.05;y=0, 0.01,0.02,0.03,0.05)荧光粉的X R D图谱.由图1可以看出,样品的所有的衍射峰都很好的与标准卡片J C P D F N O.72-1624相吻合,没有出现其他的杂相衍射峰,这说明所制备的样品均为空间群为I41/a(88)纯的四方相结构,同时也表明了E u3+和S r2+成功的掺杂到基质C a WO4中.又因为与四配位的W6+(r=0.42Å)半径相比,八配位的E u3+(r =1.066Å)㊁S r2+((r=1.26Å)与C a2+(r=1.12Å)具有更为接近的离子半径,因此认为E u3+和S r2+会取代C a WO4中的C a位.并且从图中27°~ 31°之间的X R D放大图可以看出,对于C a WO4: 0.05E u3+,随着S r2+的掺杂会使得(112)晶面向小角度方向偏移,这主要是因为用离子半径较大的S r2+取代离子半径较小的C a2+会导致晶格膨胀,从而导致晶格参数变大.根据布拉格方程2d s i nθ= nλ可以判断出晶格参数变大会导致衍射角θ变小.图1 水热法(180℃下保温12h)制备的S r y C a1-x-y WO4:x E u3+(x=0,0.05;y=0,0.01,0.02,0.03,0.05)荧光粉的X R D图谱图2(a)~(c)是通过G A S A软件分别对C a-W O4㊁C a WO4:0.05E u3+和S r0.02C a W O4:0.05E u3+样品的粉末衍射图谱进行R i e t v e l d结构精修图谱.图谱中的十字和红线代表实验数据和计算图谱,粉红色竖线代表布拉格衍射位置,底部浅蓝色为实验数据和计算图谱数值之间的差距,可以看出实验和计算的图谱很好的相匹配.图3是通过对结构精修后的晶胞参数和原子坐标所构建的C a WO4晶体结构示意图.这种结构是由C a O8多面体和WO4四面体单元通过共用氧原子组建而成,其中W6+处于WO42-四面体中心,而C a2+由8个具有S4位点对称的O2-配位.表1~2列出了C a WO4㊁C a WO4:0.05E u3+和S r0.02C a WO4:0.05E u3+的R因子㊁晶胞参数㊁键长和键角.可以看出当单掺杂5%E u3+之后,与C a-WO4基质相比,C a WO4:E u3+的W-O键缩短㊁C a-O键增加;而随着5%E u3+和2%S r2+共掺杂之后,S r0.02C a WO4:0.05E u3+与C a WO4:0.05E u3+相比,其W-O键长又略微增加㊁C a-O键略微缩短,并且O-W-O和O-C a-O键角都发生了扭曲.所以,可以认为当掺杂进去S r2+和E u3+之后,由于离子半径的不同,会一定程度的导致晶格的畸变,从而导致键长键角的改变.(a)C a WO4R i e t v e l d结构精修图谱㊃301㊃Copyright©博看网 . All Rights Reserved.陕西科技大学学报第37卷(b )C a WO 4:0.05E u 3+R i e t v e l d结构精修图谱(c )S r 0.02C a WO 4:0.05E u 3+R i e t v e l d 结构精修图谱图2 C a WO 4㊁C a WO 4:0.05E u 3+和S r 0.02C a WO 4:0.05E u 3+R i e t v e l d结构精修图谱图3 C a WO 4基质晶体结构表1 R i e t v e l d 结构精修结果P a r a m e t e r sC a WO 4C a WO 4:0.05E u 3+S C W :0.05E u3+C r y s t a l s t r u c t u r e T e t r a g o n a l T e t r a go n a l T e t r a go n a l S p a c e g r o u p I 41/a (88)I 41/a (88)I 41/a (88)a =b /Å5.2434935.2525275.255114c /Å11.37505911.39300811.401045α=β=γ90°90°90°V /Å3312.748314.322314.854Z444R p 10.29%9.06%9.85%R w p7.21%6.50%6.92%χ24.5833.5913.472表2 C a W O 4㊁C a W O 4:0.05E u 3+和S r 0.02C a W O 4:0.05E u 3+键长和键角C a -O /E u -O (Å)W-O (Å)O-W-O (°)C a WO 42.387/2.3461.917104.61/119.7C a WO 4:0.05E u 3+2.436/2.4111.837105.49/117.76S C W :E u 3+2.422/2.4081.851105.43/117.9O-C a -O /O-E u -O (°)abcdefgh 151.81127.7773.2474.8976.9970.5999.05133.28151.88127.4273.8674.4577.5670.3798.92133.62152.22128.3870.3876.2476.0071.8899.70131.542.2 电子能带结构分析根据晶体结构精修参数建模,基于密度泛函理论(D F T )第一性原理的方法,研究了C a WO 4和S r 0.02C a 0.98WO 4晶体的能带结构和态密度.图4(a )~(b )分别是C a WO 4晶体的能带结构和态密度图.从图4(a)可以看出,费米能级位于能量零点处,禁带宽度为4.077e V ,价带中能量的最高点和导带中能量的最低点均位于G 对称点,所以它属于直接带隙半导体,也就是说它的导带的电子和价带空穴的复合属于直接复合,可以把能量几乎全部以光的形式释放出来.而且从图4(b )C a WO 4晶体总态密度和各个原子分波电子态密度中可以看出价带的顶端是O 的2p 轨道做主要贡献,而导带的底端是W 的5d 轨道做主要贡献,说明C a WO 4基质中存在着强烈的O 到W 的电荷迁移,这也说明了C a WO 4本身就是一种很典型的自激活发光材料,可以作为一种优良的发光材料基质,这个也与文献所报道的结果是一致的[13].(a )C a WO 4晶体能带结构(b )C a WO 4晶体总态密度和各个原子分波电子态密度图4 C a WO 4晶体能带结构和态密度图㊃401㊃Copyright©博看网 . All Rights Reserved.第1期白少杰等:新型S r C a WO 4:E u 3+荧光粉的制备㊁电子结构及其发光性能图5(a )~(b )分别是S r 0.02C a 0.98WO 4晶体的能带结构和态密度图.从图5可以看出,当引入S r 之后,其仍然是一种直接带隙半导体,整体能带结构和态密度分布大体一致,没有发生较大变化,但是与未掺杂的C a WO 4基质相比,禁带宽度变为4.080e V ,略微增加.根据之前文献的报道,这个原因可能主要是因为由于S r 2+和C a 2+半径的不同,掺杂之后导致晶格畸变,导致了W-O 键长的缩短,从而使得W-O 原子轨道之间的相互作用增强,C a ㊁S r 原子的分波电子态密度对总态密度的贡献也就会比未掺杂时的C a 原子对价带和导带的贡献更大,从而导致更高的带隙和晶体场强度的变化[14].(a )S r 0.02C a 0.98WO 4晶体能带结构(b )S r 0.02C a 0.08W O 4晶体总态密度和各个原子分波电子态密度图5 S r 0.02C a 0.98WO 4晶体能带结构和态密度图2.3 发光性能分析图6是C a WO 4:0.05E u 3+在617n m 监测波长下的激发光谱图.从图6可以看出,该激发光谱图是由一系列尖锐的线状峰(300~500n m )所组成.这些尖锐的线状峰分别对应E u 3+4f 层的7F 0→5D 4(364n m ),7F 0→5G 2,3(384n m ),7F 0→5L 6(397n m ),7F 0→5D 3(418n m )和7F 0→5D 2(467n m )跃迁.并且激发光谱中位于397n m 激发峰是最强的,此波长很好的与合成白光L E D 的近紫外芯片相匹配.此外,位于467n m 处的激发峰也较强,也可以很好的与合成白光L E D 所用的蓝光L E D 芯片相匹配.图6 C a WO 4:0.05E u 3+荧光粉在617n m 监测波长下的激发光谱图图7是C a WO 4:x E u 3+(0,0.01,0.03,0.05,0.07,0.09,0.11)在激发波长为397n m 下的发射光谱图,插图是在617n m 处荧光粉发光强度随E u3+掺杂浓度变化的关系图.从图7可以看出,在550~750n m 的波长范围内,存在几组E u 3+的4f -4f 跃迁的锐发射峰谱线,分别对应于E u 3+的5D 0→7F J (J =1㊁2㊁3㊁4)能级跃迁,从左往右依次为5D 0→7F 1(593n m ),5D 0→7F 2(617n m ),5D 0→7F 3(656n m ),5D 0→7F 4(703n m ),其中以617n m 处电偶极跃迁的发射峰为主发射峰.图7 C a WO 4:x E u 3+(0,0.01,0.03,0.05,0.07,0.09,0.11)在激发波长为397n m 下的发射光谱图从图7右上角附图还可以看出,随着一系列E u3+掺杂浓度的增加,当掺杂浓度小于5%时,荧光粉的发光强度逐渐增强,当掺杂浓度等于5%时,发光强度达到最大值,然而当E u3+浓度继续增加时,荧光粉的发光强度又开始逐渐降低,即发生了浓度猝灭现象.当E u3+的掺杂浓度达到最大掺㊃501㊃Copyright©博看网 . All Rights Reserved.陕西科技大学学报第37卷杂浓度时,持续增加E u3+浓度会使得两个紧邻的E u3+之间的距离缩短,从而会导致无辐射能量传递几率的增加,发光强度也会随之减弱[15].其中发生非辐射能量传递的临界距离(R c )可以通过如下公式表示:R c =23V 4πχc æèçöø÷N 1/3(1) 式(1)中:χc 为激活剂离子的临界掺杂浓度,N 是单位晶胞中能被激活剂离子取代的离子晶格的格位数,V 是晶胞的体积.对于C a WO 4单位晶胞,χc =0.05,N =4,V =312.748Å3.则根据式(1),可计算出R c =14.40Å.稀土离子之间的无辐射能量传递主要是基于交换相互作用和电多极相互作用.根据B l a s s e [16]的报道,当R c <5Å时,能量传递主要是交换相互作用;当R c >5Å时,将会是电多极相互作用发挥主要的作用.因此在浓度猝灭现象主要是电多极相互作用.图8是S r y Ca 0.95-y WO 4:0.05E u 3+(y =0,0.01,0.02,0.03,0.05)样品在397n m 激发下的发射光谱图,插图是在617n m 处样品发光强度随S r 2+掺杂浓度变化的关系图.从图8可以看出,S r yC a 0.95-y WO 4:0.05E u 3+(y =0.01,0.02,0.03,0.05)样品的发射峰与C a WO 4:0.05E u 3+样品的发射峰的形状和位置没有发生明显的改变,所有的发射光谱依然都是以617n m 处电偶极跃迁的发射峰为主发射峰,但是随着S r 2+掺杂浓度的不同,发射峰强度出现了先上升后下降的现象,其中当S r 2+的掺杂浓度为0.02时,样品的发光强度达到了最大值,S r 0.02C a WO 4:0.05E u 3+的发射强度大约是C a WO 4:0.05E u 3+发射强度的1.5倍.根据J u d d -O f e l t 理论,E u 3+的发光特性与其所处基质晶格的对称性有关,其中位于617n m 处的5D 0→7F 2的电偶极跃迁对E u 3+周围局域环境是高度敏感的,而位于593n m 处的5D 0→7F 1的磁偶极跃迁对其是不敏感的.通常而言,当E u 3+占据非反演对称中心格位时,在发射光谱中将以5D 0→7F 2的电偶极跃迁红光发射为主导,而当E u 3+占据高对称格位时,在发射光谱中将以5D 0→7F 1的磁偶极跃迁橙光发射为主导.因此,可以使用5D 0→7F 2和5D 0→7F 1发射峰的强度比值(R 21)去评估在晶格中E u 3+所处格位的对称性[17,18].R 21=I (5D 0→7F 2)I (5D 0→7F 1)(2) 如果对称性越低,那么R 21的值将会越高.相反,对称性越高,那么R 21的值将会越低.通过计算可以得到C a WO 4:0.05E u 3+和S r 0.02C a WO 4:0.05E u 3+的R 21的值分别为15.06和16.22.可以看出S r 0.02C a WO 4:0.05E u 3+荧光粉的R 21值比C a -WO 4:0.05E u 3+荧光粉的R 21值更大,这也就表明2%S r 2+的掺杂会使得E u3+格位对称性进一步降低到更加有利于红光发射,从而使得红橙光发射强度比率更大,从而也就会使得S r 0.02C a WO 4:0.05E u3+荧光粉有更强的红光发射.图9是S r 0.02C a WO 4:0.05E u 3+荧光粉和商用Y 2O 2S :E u 3+荧光粉的C I E 色度坐标图.从图9可以看出,与商用的Y 2O 2S :E u 3+荧光粉色坐标(0.622,0.651)相比,S r 0.02C a WO 4:0.05E u 3+红色荧光粉的色坐标(0.655,0.343)更加接近标准的红光色坐标(0.671,0.330),这说明了S r 0.02C a WO 4:0.05E u 3+荧光粉可以作为一种高效的白光L E D用红色荧光粉.图8 S r y C a 0.95-y WO 4:0.05E u 3+(y =0,0.01,0.02,0.03,0.05)在397n m 激发下的发射光谱图图9 S r 0.02C a WO 4:0.05E u 3+荧光粉和商用Y 2O 2S :E u 3+荧光粉的C I E 色度坐标图3 结论采用水热法成功地制备出一种新型的S C W :㊃601㊃Copyright©博看网 . All Rights Reserved.第1期白少杰等:新型S r C a WO4:E u3+荧光粉的制备㊁电子结构及其发光性能E u荧光粉,X R D和R i e t v e l d结构精修图谱都表明了所制备的荧光粉均为空间群为I41/a(88)纯的四方相的白钨矿结构.基于密度泛函理论对C a-WO4㊁S r0.02C a0.98WO4基质的电子结构研究表明, C a WO4㊁S r0.02C a0.98WO4都是一种直接带隙半导体,禁带宽度分别为4.077e V和4.080e V.S r0.02 C a WO4:0.05E u3+荧光粉在近紫外(397n m)和蓝光区域(467n m)处具有很强的吸收,并且在617n m处E u3+的5D0→7F2跃迁具有很强的发射.当S r2+引入到C a WO4:E u3+荧光粉中时,发光强度增强了大约1.5倍.并且C I E坐标显示,S r0.02 C a WO4:0.05E u3+荧光粉的色坐标(0.655,0.343)非常接近标准的红光色坐标(0.671,0.330).这些研究结果表明了S r0.02C a WO4:0.05E u3+荧光粉能够作为一种有前景的在W-L E D中使用的红色荧光粉.参考文献[1]R a n W,W a n g L,Z h a n g W,e t a l.As u p e r e n e r g y t r a n s f e rp r o c e s sb a s e d S-s h a p e d c l u s t e ri n Z n M o O4p h o s p h o r s:T h e o r e t i c a l a n de x p e r i m e n t a l i n v e s t i g a t i o n[J].J o u r n a l o fM a t e r i a l sC h e m i s t r y C,2015,32(3):8344-8350.[2]G u oQ,L i a oL,L i uH,e t a l.S t u d i e s o nC e3+p o s i t i o n s a n dp h o t o l u m i n e s c e n c e p r o p e r t i e s o f L a1.45C e0.05B a3.5(S i O4)1.5(P O4)1.5F p h o s p h o r[J].J o u r n a lo fL u m i n e s-c e n c e,2016,178:1-5.[3]刘行仁.白光L E D固态照明光转换荧光体[J].发光学报,2007,28(3):291-301.[4]X i aZ,L i u Q.P r o g r e s s i nd i s c o v e r y a n ds t r u c t u r a l d e s i g no f c o l o rc o n v e r s i o n p h o s p h o r sf o rL E D s[J].P r o g r e s s i nM a t e r i a l sS c i e n c e,2016,84:59-117.[5]洪广言.稀土发光材料[M].北京:科学出版社,2011.[6]X u M,W a n g L,L i uL,e t a l.I n f l u e n c eo fG d3+d o p i n g o nt h e l u m i n e s c e n to fS r2P2O7:E u3+o r a n g e-r e d p h o s p h o r s[J].J o u r n a l o fL u m i n e s c e n c e,2014,146(1):475-479.[7]Z h a iY,Z h a n g W,Y i nY,e t a l.M o r p h o l o g y t u n a b l es y n-t h e s i sa n dl u m i n e s c e n c e p r o p e r t y o f N a G d(M o O4)2:S m3+m i c r o c r y s t a l s[J].C e r a m i c sI n t e r n a t i o n a l,2016,43 (1):841-846.[8]周鹤,周志勇,曾群,等.溶胶-凝胶法制备L i1.0N b0.6 T i0.5O3:E u3+红色荧光粉[J].发光学报,2018,39(7): 909-914.[9]H u a n g X,L i B,G u oH,e t a l.M o l y b d e n u m-d o p i n g-i n d u c e d p h o t o l u m i n e s c e n c e e n h a n c e m e n ti n E u3+-a c t i v a t e d C a-WO4r e d-e m i t t i n gp h o s p h o r s f o rw h i t e l i g h t-e m i t t i n g d i-o d e s[J].D y e s&P i g m e n t s,2017,143:86-94. [10]W e i B,L i u Z,X i e C,e t a l.F a s t s y n t h e s i s o fr e dL i3B a S r L n3(WO4)8:E u3+p h o s p h o r sf o rw h i t eL E D su n d e r n e a r-U Ve x c i t a t i o nb y am i c r o w a v e-a s s i s t e d s o l i ds t a t er e a c t i o n m e t h o d a n d p h o t o l u m i n e s c e n c es t u d i e s[J].J o u r n a lo f M a t e r i a l sC h e m i s t r y C,2015,47(3):12322-12327.[11]S uY,L i L,L i G.S y n t h e s i s a n d o p t i m u ml u m i n e s c e n c e o fC a WO4-b a s e d r e d p h o s p h o r sw i t h c o-d o p i n g o f E u3+a n dN a+[J].C h e m i s t r y o fM a t e r i a l s,2008,20:6060-6067.[12]王林香.N a+,L i+,B i3+掺杂C a WO4:E u3+荧光粉的制备及发光特性[J].高等学校化学学报,2018,39(1):25-31.[13]宋杨.D y3+/E u3+掺杂钨钼酸盐微纳结构可控制备与发光机制研究[D].西安:西安理工大学,2016. [14]D o n g W K,C h o I S,S h i n SS,e t a l.E l e c t r o n i c b a n d s t r u c-t u r e sa n d p h o t o v o l t a i c p r o p e r t i e so f MWO4,(M=Z n, M g,C a,S r)c o m p o u n d s[J].J o u r n a l o f S o l i dS t a t eC h e m-i s t r y F r a n c e,2011,184(8):2103-2107.[15]李桂芳,杨倩,卫云鸽.复合钙钛矿型N a L a M g WO6:E u3+红色荧光材料的制备及发光性能研究[J].无机材料学报,2017,32(9):936-942.[16]B l a s s eG.E n e r g y t r a n s f e r i n o x i d i c p h o s p h o r s[J].P h y s i c sL e t t e r sA,1968,28(6):444-445.[17]L i a n g Z,M uZ,W a n g Q,e t a l.T h es y n t h e s i sa n d l u m i-n e s c e n c e p r o p e r t i e so fan o v e lr e d-e m i t t i n g p h o s p h o r:E u3+-d o p e dC a9L a(P O4)7[J].A p p l i e dP h y s i c sA,2017, 123(10):612.[18]S u J,M i X,S u n J,e t a l.T u n a b l e l u m i n e s c e n c e a n d e n e r g y t r a n s f e r p r o p e r t i e s i nY V O4:B i3+,E u3+,p h o s p h o r s[J]. J o u r n a l o fM a t e r i a l s S c i e n c e,2017,52(2):782-792.【责任编辑:蒋亚儒】㊃701㊃Copyright©博看网 . All Rights Reserved.。

白光led用铌酸盐基红色荧光粉的合成与表征 -回复

白光led用铌酸盐基红色荧光粉的合成与表征-回复白光LED（Light Emitting Diode）是一种使用多种颜色LED芯片混合发光的光源。

为了实现白光发光，一般采用蓝光LED芯片与黄色荧光粉的组合。

然而，由于黄色荧光粉对于红色光的转化效率较低，结果导致了白光LED中红光的不足。

为了解决这个问题，可以使用铌酸盐基红色荧光粉来增加红光的发射。

一、合成红色荧光粉合成铌酸盐基红色荧光粉可以采用溶胶-凝胶法。

首先需要准备一系列原料，包括铌酸铅和一种稳定剂。

将铌酸铅和稳定剂混合，然后加入适量的溶剂（例如水），并搅拌混合物。

接下来，将混合物加热到一定温度，并持续搅拌。

在此过程中，溶剂会蒸发，形成一个类似凝胶状的物质。

然后将这个凝胶状物质进行烧结，以得到具有红色荧光的铌酸盐基红色荧光粉。

二、表征红色荧光粉的性质为了确定合成的铌酸盐基红色荧光粉的性质和发光特性，需要进行一系列的表征实验。

1. 光学特性测量：可以利用紫外-可见（UV-Vis）分光光度计测量红色荧光粉在不同波长下的吸收和发射光谱。

这些光谱可以提供红色荧光粉在可见光区域的吸收峰和发射峰，以及光谱形状的信息。

2. 结构分析：可以使用X射线衍射（XRD）技术对红色荧光粉的晶体结构进行分析。

通过测量样品衍射出的X射线的角度和强度，可以确定红色荧光粉的晶体结构和晶胞参数。

3. 发光性能测试：可以利用荧光光谱仪对红色荧光粉的发射光谱进行测量。

这可以提供红色荧光粉在不同激发波长下的发射峰和发射强度。

4. 稳定性测试：可以将红色荧光粉暴露在不同环境条件下，如湿度、温度和光照等，并测量其发光性能的改变。

这可以评估红色荧光粉的稳定性和适用性。

5. 应用性能评估：将合成的红色荧光粉与蓝光LED芯片和黄色荧光粉进行混合，制备白光LED器件，然后测试其光效、色纯度和颜色稳定性。

这可以评估铌酸盐基红色荧光粉在白光LED中的效果和性能。

通过以上一系列的表征实验，可以全面了解和评估合成的铌酸盐基红色荧光粉的性质，并为其在白光LED中的应用提供科学依据。

纳米材料的水热法合成与表征

纳米材料的水热法合成与表征1 水热法合成水热法合成指的是将原料（水溶液）在高温的高压条件下，应用水热法（沸石+水）的反应条件而进行的反应，来合成出特定的纳米材料。

用简单的话来说就是，一种特定的物质通过水热法反应来生成其他物质的过程。

水热法合成的优点是可在一定的温度和压力条件下，在接近热平衡状态下合成出各种纳米材料，而且这些水热材料的粒径可以很容易地微调，同时可以更好的控制形貌和结构。

2 纳米材料的水热法合成水热法合成是利用热量、压力和物质的特殊性质，将不同的原料在特定的条件下反应在一起而产生新的物质的过程。

在这种过程中，除了需要拥有足够的热量和压力之外，还需要拥有一定数量的原料，这些原料在水热条件下反应出特定的纳米材料。

常用的原料有有机化合物、无机化合物以及金属离子等。

一般来说，水热法合成纳米材料的过程可以分为几个步骤：（1）将原料混合在一起，构成需要合成的物质；（2）在特定的温度和压力条件下，将原料放入反应容器中，并给予有效的加热和加压；（3）将反应液中的物质性质控制在一定的范围内，以保持反应的均衡性；（4）随着反应的进行，纳米材料随时间的推移稳定下来，并形成所需要的纳米结构；（5）反应完成后，清洗干净反应液，装置简单的过滤即可得到预期的纳米产品。

3 纳米材料的水热法表征纳米材料的水热法表征指的是在合成出纳米材料之后，通过对其形貌、结构、化学性质等性质进行表征的过程。

（1）形貌表征形貌表征是通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对样品进行的表征，以确定其表面形貌、尺寸、粒径和结构等特性。

（2）结构表征结构表征是指根据样品的衍射图，通过 X 射线衍射（XRD）和热重法（TG）等方法，来确定样品的结构信息，包括粒径、结构尺寸、结构参数等等。

（3）化学性质表征化学性质表征指的是通过样品的化学分析、X 射线光电子能谱（XPS）、红外漫反射（IR）等技术，来确定样品的化学组成、表面活性位点、外层官能团等等。

红色荧光粉MMoO_4_Eu_3_省略_Sr_Ba_的水热合成及光谱性质_耿秀娟

m alm ethod ( Ca0. 92M oO 4
E
u3&) h igh tem pera-
ture solid-state m ethod ( Ca0. 92M oO4
E
u3+ 0. 08
);
( c)
hydrotherm al m ethod( Sr0. 92M oO 4
采用 B ruker 公司的 D8 型 X 射线衍射 ( XRD )仪分析荧光粉晶体结构 ( Cu靶, 波长 = 0. 154 06 nm, 管电压为 40 kV, 工作电流为 40 mA) 。利用 JSM-6360LV 型扫描电镜表征了荧光粉的外观形貌。用 F-4600 型荧光分光光度计进行荧光粉的光谱测试。用 PMS-50 型紫外-可见近红外光谱分析系统对荧光粉进行色坐标测试。
本文采用水热合成法制备了红色荧光粉mmoo4eucasrba1样品制备采用水热反应法按照化学计量比称量eu2o39999溶于硝酸制成eu溶液称量mcasrba溶解于去离子水与上述溶液混合得混合液溶于去离子水配制成na2moo4形成悬浊液接着将悬浊液转移至聚四氟乙烯反应釜中下进行水热反应然后将沉淀过滤洗涤烘干得到前驱体最后将前驱体在800煅烧得到白色粉末样品
( Ca0. 92M oO4
E
u3+ 0. 08
);
( b) 高温固相法 ( Ca0. 92M oO4
E
u3+ 0. 08
)
;
( c) 水热合成法 ( Sr0. 92M oO4
E
u3+ 0. 08
);
( d)
高温固相法 ( Sr0. 92M oO4 Eu30.+08 ); ( e ) 水热合成法

用水热法制备的Ba1-xPbxWO4微晶及其发光性能研究

市东升化学试剂厂）制０２ｌＬ的Ｂ（配．ｍｏ／ａＮＯ。。０４）、．ｍｏ／ｌＬ的Ｎ２ａＷＯ和０２ｌＬ的Ｐ（３２溶液。．ｍｏ／ｂＮＯ）按生成ＢｂＷＯａ一Ｐ微晶的化学计量比，加入相应的Ｂ（。。Ｐ（。。溶液，ａＮＯ）和ｂＮＯ）利用水热法制备Ｂａ一
过固相工艺进行［］但该工艺对产品的结构和形貌均４，。
晶的晶相结构、面形貌及室温光致发光特性。结果表表明，从０１０变化时，ａ…Ｐ固溶体微当～．Ｂ。ｂＷＯ
晶的表面形貌由四方锥型向树枝状变化。在２０ｍ７ｎ紫外光激发下，其发射光谱均呈现两个发射峰，即位于
在应用。白钨矿型钨酸盐主要是碱土金属钨酸盐（ — ＭｅｗＯ，：ａＳ、ａ晶体，ＭｅＣ、ｒＢ）其单晶体呈近于八面体的
四方双锥，｛１｝面择优生长；以１２晶而集合体多为不规
则粒状或致密块状，面常有斜纹或蚀象。在Ｍｅ晶－
中图分类号：ＴＢ８３３
文献标识码：Ａ
文章编号：０１９３（０００－５２０１０－７１２１）９１３－４
工试剂厂）ＮａＷＯ、・２ＡＲ，９．，都市ＨＯ（ ≥ ９５成科龙化工试剂厂）Ｐ（和ｂＮＯ。ＡＲ，９．，津）（ ≥ ９０天

水热法合成LuV04：Eu3+红色荧光粉及其光谱性能研究

第３４卷
第６期
发光学报
ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬ０ＦＬＵＭＩＮＥＳＣＥ６月
Ｊｕｎｅ，２０１３
文章编号：１０００－７０３２（２０１３）０６－０７３８－０６
ｉｎｔｅｎｓｅｒｅｄｅｍｉｓｓｉｏｎｐｅａｋａｔ６１９ｉｌｍｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏＤｏ
ＬＩＡＯＪｉｎ－ｓｈｅｎｇ ’ ，ＺＨＯＵＱｕａｎ — ｈｕｉ，ＺＨＯＵＤａｎ，ＬＩＵＳｈａｏ－ｈｕａ，ＷＥＮＨｅ — ｒｕｉ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌａｎｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｆＳｏｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇａｎｚｈｏｕ３４１０００，Ｃｈｉｎａ）
中图分类号：０４８２．３１
ＨｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆ
Ｅｕ ¨ －ａｃｔｉｖａｔｅｄＬｕＶＯ４ＲｅｄＰｈｏｓｐｈｏｒｓ
衍射、扫描电子显微镜、光致发光光谱、衰减曲线对所得的荧光粉进行性能表征。ＬｕＶＯ：Ｅｕ荧光粉的激发光谱在２７５ｎｍ的吸收峰主要来源于Ｅｕ一０电荷跃迁，Ｅｕ ¨的ｆ－ｆ跃迁在紫外和可见光区域有３９５ｎｍ和４６６ｎｍ两个强峰。从最佳掺杂摩尔分数的ＬｕＶＯ：８％Ｅｕ “荧光粉中观察到Ｅｕ在６１９ＢＩＤ－处强烈的发射峰对应于Ｄ。 — Ｆ：跃迁。实验结果表明ＬｕＶＯ：Ｅｕ可作为潜在的红色荧光粉应用于显示与照明领域。关键词：光学材料；ＬｕＶＯ：Ｅｕ ¨；水热法；发光文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３７８８／ｆｇｘｂ２０１３３４０６．０７３８

水热法合成cawo4荧光体的研究

水热法合成cawo4荧光体的研究近年来，CAWO4荧光体引起了科研工作者的广泛关注，并且在生物和环境分析领域有重要的应用价值。

因此，研究CAWO4荧光体的合成方法及其机理具有重要意义。

在该项研究中，我们研究了水热法合成CAWO4荧光体的方法。

首先，合成采用的原料包括氧化钴(II)、碳酸铜(II)和氧化锆(IV)，经过配比，以薄膜法向上述原料中加入溶液，然后反应三小时，降温至60℃，继续反应15小时，然后将反应液中的晶体收集，并通过粉末X射线衍射（XRD）和荧光光谱分析（FS）等手段确定其结构。

结果表明，水热法可有效地合成CAWO4荧光体。

XRD结果表明，所得到的晶体主要为优质的巩固相，即常见的铵型结构，空间群为Pbca结构，结构参数为a = 5.3591(7)、b = 5.4520(7)、c =12.5375(16)。

荧光分析表明，该晶体在波长为430 nm时发射出最大荧光强度。

本研究为合成CAWO4荧光体提供了新的合成方法，为相关研究和实际应用提供了参考。

同时，我们进一步研究了该系统的发光机理，以更好地理解晶体的发光性质。

未来，可以通过改变工艺条件和原料，调节晶体性能，为更多领域的应用提供新的材料。

鉴于水热法可以实现低成本、大规模合成，CAWO4荧光体具有良好的发光性和热稳定性，水热法合成CAWO4荧光体将会被大量应用于生物和环境分析，以及其他技术和生产领域。

本研究为合成、应用及开发CAWO4荧光体提供了重要的理论依据，也为更多实验研究开辟了通路。

总之，本文通过水热法合成CAWO4荧光体的研究，有助于开拓新领域，为耐受高温和强有机污染的环境中的相关研究及实际应用提供原料。

以上就是以《水热法合成CAWO4荧光体的研究》为标题，写出的3000字中文文章。

该文章主要讨论了水热法合成CAWO4荧光体的方法及其机理，以及其研究的意义和未来的应用前景。

FeWO4微晶的水热合成、表征与光催化性能研究

FeWO4微晶的水热合成、表征与光催化性能探究摘要：FeWO4是一种重要的光催化材料，在水处理、环境修复等领域具有广泛的应用前景。

本文通过水热合成方法成功制备了FeWO4微晶，并运用X射线衍射、紫外-可见吸纳光谱、扫描电子显微镜和荧光光谱等技术对其进行了表征。

探究结果表明，所制备的FeWO4微晶具有良好的结晶性和光催化性能。

本探究为FeWO4的水热合成提供了一个有效的方法，并为其在光催化领域的应用奠定了基础。

关键词：FeWO4微晶；水热合成；表征；光催化性能引言光催化技术是一种利用光能激发催化剂来进行化学反应的技术，具有废水处理、空气净化、能源转换等许多领域的潜在应用价值。

光催化材料是光催化技术的关键组成部分，因此，探究和开发高效的光催化材料对于推动光催化技术的进步具有重要意义。

FeWO4作为一种重要的光催化材料，具有良好的光催化活性和稳定性，被广泛应用于光催化降解有机物、水分解产氢和二氧化碳还原等方面。

然而，目前对于FeWO4的合成方法和光催化性能的探究还相对较少。

因此，对于FeWO4微晶的水热合成、表征和光催化性能的探究具有重要的科学意义和应用价值。

试验方法1.水热合成FeWO4微晶将适量的FeCl3·6H2O和WO3溶解在蒸馏水中，得到溶液A和溶液B。

然后将溶液A加入溶液B中，并在恒温水浴中保持60℃恒温反应3小时。

最后，用离心机将反应混合物进行离心和洗涤，得到纯净的FeWO4微晶。

2.表征使用X射线衍射仪对FeWO4微晶进行结晶性表征；使用紫外-可见吸纳光谱仪探究其吸纳性能；使用扫描电子显微镜观察其形貌特征；使用荧光光谱仪探究其荧光光谱性能。

结果与谈论1.结晶特性X射线衍射结果显示，所合成的FeWO4微晶具有单一的晶相，没有出现其他杂相的存在。

纯净的FeWO4晶体结构符合正交晶系，晶胞参数为a=0.5402 nm，b=1.0669 nm，c=0.5186 nm。

这表明所制备的FeWO4微晶具有良好的结晶性。

《水热法制备正极材》课件

电化学性能
水热法能够制备具有优异电化学性能的正极材料，满足电池对功率和容量的要求。
应用广泛
锂离子电池在储能、移动电源和电动交通工具等领域有广泛应用。
水热法与其他方法的比较
1 溶胶-凝胶法
2 高温固相法
3 溶液法
水热法相比溶胶-凝胶法具有简单、高效的优势。
水热法相比高温固相法更适合制备形貌复杂的材料。
3 反应控制
通过调节反应条件，可以控制产物的形貌、组成和结构。
水热法合成装置的设计
压力容器
用于保持高压高温环境，通常采用不锈钢材质。
温度控制系统
用于精确控制反应温度，以确保合成产物的质量。
搅拌机构
用于保持反应溶液的均匀混合，以提高反应效率。
水热法合成的正极材料
1
LiMn2O4
2
水热法也适用于制备LiMn2O4正极材料，
《水热法制备正极材》 PPT课件
水热法合成是一种重要的材料合成方法，本课件将介绍水热法的基本原理、装置设计和正极材料的合成方法。
水热法合成的简介
水热法合成是一种基于高温高压的合成方法，可用于制备各种功能材料，其重要性在于其高效、低成本以及可控性。
水热法合成的发展历程
起源
水热法最早起源于19世纪，用于合成石英晶体。
2 缺点
反应条件要求严格、产物形貌难以控制。
水热法合成的质量影响因素
温度
温度的变化会影响晶体生长速率和形貌。
反应时间
反应时间的延长有助于晶体的长大和形貌的改变。
溶液成分
溶液中不同物质的浓度、比例和pH值等会影响产物的形貌和性能。
水热法合成的表征技术
X射线衍射
用于分析产物的晶体结构和晶体学参数。

Y_(x)Gd_((1-x))BO_(3):Eu^(3+)荧光粉的制备及其荧光性能

后其发光性能都得到了一定的改善。Lm o等[|9]采用水热法制备出了非稀土金属离子 Li+ 掺杂的
Y 2()3:Eu3+荧光粉，与未掺杂前相比，荧光粉的结晶
度和发光强度都得到了提高。张雪[2°]采用水热法制备出了 YB0 3:Eu3+ :M1^ 荧光粉，并研究了金属离子
属离子 K + 掺杂，探究掺杂量对 Y TGd(l- ^ BO:i:
Eu3+: t 荧光粉光致发光性能的影响。
1. 1 实验主要试剂硝酸钇(Y (N0 3)3 *6H20 , 天津科密欧化学试
剂有限公司），氨水（国药集团化学试剂有限公司），硝酸钆(Gd(N()3)3«6H2()，天津科密欧化学试剂有限公司）.硼酸（H3B()3，国药集团化学试剂有限公司）.硝酸铕（E u(N()3)3*6H2()，天津科密欧化学试剂有限公司），硝酸钾（KN ():i，天津科密欧化学试剂有限责任公司），实验所用试剂均为分析纯。 1 . 2 实验方法
Y rGdd- j.)B0 3：Eu3 ： K phosphors. The samples were characterized by X-ray diffractometry (X R D ),
field emission scanning electron microscopy (F E S E M ) and X-ray fluorescence (X R F ) spectrometry, etc.
张永飞，吴光杰，康硕，喻志奎，王龙成
( 浙江理工大学材料科学与工程学院，杭州 310018)

水热法制备颜色可调CaWO4:Eu3+,Tb3+荧光粉及其发光特性研究

水热法制备颜色可调CaWO4：Eu3+,Tb3+荧光粉及其发光特性研究李琳琳;孙镇宇【摘要】利用方便快捷的水热合成方法成功制备了一系列Eu3+离子和Tb3+离子共掺杂的CaWO4系列颜色可调荧光粉.并用X射线粉末衍射仪测试了合成物质的物相组成,采用场发射扫描电子显微镜测试了样品的微观形貌,最后利用荧光分光光度计测试了荧光粉的激发光谱和发射光谱.测试结果表明,制备的样品均为纯相物质.合成的CaWO4为微球状的形貌,平均直径约为5μm,而且CaWO4微球表面非常粗糙,是由许多50～100nm的小立方体组成.所有的荧光粉都能够表现出Eu3+离子或Tb3+离子的特征激发和发射峰.而且,Eu3+和Tb3+离子共掺杂的CaWO4荧光粉能够同时出现Eu3+和Tb3+的特征发射峰.通过简便地调节Eu3+、Tb3+的相对掺杂浓度,制备荧光粉的发光颜色可以很容易地从红色通过黄色过渡到绿色.由此可见,合成的荧光粉可作为LED用颜色可调荧光粉.【期刊名称】《通化师范学院学报》【年(卷),期】2018(039)010【总页数】5页(P46-50)【关键词】水热合成法;钨酸盐;荧光粉;发光特性;颜色可调【作者】李琳琳;孙镇宇【作者单位】通化师范学院化学学院吉林通化134002;通化师范学院吉林通化134002【正文语种】中文【中图分类】TN312.8;O482.31稀土离子具有非常丰富的能级结构，当电子在不同能级之间跃迁时就会产生非常多的激发光谱和发射光谱［1-3］.与其它荧光材料相比，稀土发光具有吸收能力强、转换效率高、发射光谱范围广以及色纯度高等优点.因此，稀土发光材料已广泛应用于显示显像、光电子器件、照明光源和医学监测等各个方面［4-7］.长白山地区内拥有我国最大的第四纪火山岩.该区火山岩中稀土元素的含量比较高，轻稀土元素较为富集.但是目前吉林省乃至我国稀土的开发及应用与一些发达国家相比还存在着差距，稀土产品单一，而且还处在原材料出口以及粗加工阶段，因此，加大对稀土资源的深入研究具有重要的意义.单钨酸盐CaWO4具有四方晶系白钨矿结构，空间群为I41/a.在CaWO4中，每个正六价钨离子中心格位与四个同一的O2-配位，形成一个WO42-四面体，使其相对稳定.碱土金属离子Ca2+与相邻的四个WO42-中的八个O2-配位，具有S4对称性，没有反演中心［8］.钨酸根基团可以强烈地吸收紫外光区域的能量，而且吸收后的能量可以从钨酸根传递到稀土离子，从而大大提高稀土离子掺杂荧光粉的外部量子效率［9］.因此，CaWO4将会是稀土离子掺杂适宜的基质材料.本课题研究制备了Eu3+，Tb3+单或共掺杂CaWO4基质的、颜色可调的荧光粉，并研究其发光性质.1 材料和方法1.1 仪器和试剂（1）仪器.电子分析天平（梅特勒-托利多）；磁力搅拌器（上海梅颖浦仪器仪表制造有限公司）；不锈钢反应釜（威海化工机械有限公司）；电热鼓风干燥箱（广州市康恒仪器有限公司）；离心机（北京时代北利离心机有限公司）；数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）．（2）试剂.Na2WO4·2H2O（国药集团化学试剂有限公司，20170105，分析纯）；Ca（NO3）2·4H2O（国药集团化学试剂有限公司，20170415，分析纯）；Eu2O3（华艺化工有限公司，20161216，99.99%）；Tb4O7（华艺化工有限公司，20161216，99.99%）；无水乙醇（北京化工厂，20171104，分析纯）；硝酸（北京化工厂，20171104，分析纯）；去离子水（自制），所有试剂均未进行纯化处理．1.2 样品制备以 CaWO4：0.02Eu3+，0.03Tb3+为例的典型制备过程如下：首先将0.8798g的Eu2O3溶于硝酸溶液中，将所得到的 Eu（NO3）3溶液加热蒸发，然后用去离子水稀释，配制成50mL 0.1mol/L的Eu（NO3）3溶液以备用.同样地将0.9347g的Tb4O7按以上步骤配制成50mL 0.1mol/L的Tb（NO3）3溶液以备用.再称取0.4487g的Ca（NO3）2·4H2O溶于15mL去离子水中，之后加入0.4mL的Eu（NO3）3以及0.6mL的Tb（NO3）3溶液配成无色透明的混合溶液.另外，称取0.6597g的Na2WO4·2H2O溶解到10mL去离子水中.在强烈的搅拌下将Ca（NO3）2、Eu（NO3）3、Tb（NO3）3的混合溶液逐滴的加入到Na2WO4溶液中，立即会观察到白色沉淀.持续搅拌30min后，将上述白色悬浊液转移到30mL不锈钢反应釜中，然后将不锈钢反应釜放入电热鼓风干燥箱中，在120oC下加热反应12h.待反应结束后，将不锈钢反应釜随电热鼓风干燥箱一起冷却至室温.通过离心机收集所得产物，分别用去离子水和无水乙醇洗3～5次.最后将样品在60oC电热鼓风干燥箱中干燥12h，就可以得到最终的白色粉末CaWO4：0.02Eu3+，0.03Tb3+荧光粉.1.3 样品的测试与表征利用德国布鲁克AXS公司D2 PHASER型号的X射线粉末衍射仪对样品进行XRD 测试，其中扫描角度为10°～80°、X射线源为Cu靶（λ=0.15406nm）.采用日本S-4800场发射扫描电子显微镜对所合成物的微观形貌进行测试.采用日本日立F-7000分光光度计测试了样品的激发和发射光谱，其中激发光源为150W Xe灯.所有的测试均在室温下进行.2 结果与讨论2.1 物相及形貌分析图1分别为合成样品CaWO4、CaWO4：0.05Eu3+以及CaWO4：0.05Tb3+的XRD图谱.由图可知，三个样品的XRD谱型几乎相同，且衍射峰与CaWO4标准卡片（PDF#41-1431）相匹配.表明制备的样品均为纯相物质.没有其它杂质峰的出现，说明Eu3+离子或Tb3+离子成功进入到了晶格中.由于Eu3+，Tb3+和Ca2+半径相接近，Eu3+离子或Tb3+离子将占据 Ca2+离子的格位.只是 CaWO4：0.05Eu3+和CaWO4：0.05Tb3+的衍射峰位置发生了往大角度微小的偏移，这是由于Ca2+离子半径为1.12Å、Eu3+离子半径为1.066Å、Tb3+离子半径为1.04Å，较小的Eu3+和Tb3+取代较大的Ca2+离子使衍射峰向大角度偏移，而且离子半径越小越往大角度偏移，符合Bragg方程：λ=2dsinθ.图1 合成样品CaWO4、CaWO4：0.05Eu3+以及CaWO4：0.05Tb3+的XRD 图谱CaWO4粉末的尺寸和微观形态通过SEM进行测试分析，如图2所示.从2（a）图可以看出，Ca⁃WO4由平均直径5μm的微米球体组成，表面非常粗糙.将放大倍数调大之后，由2（b）图可以清晰的看出CaWO4是由许多50～100nm的小立方体组成的.图2 制备CaWO4样品的整体（a）以及表面（b）的SEM图2.2 荧光粉CaWO4：Eu3+，Tb3+的发光特性图3 为样品CaWO4：0.05Eu3+的激发光谱和发射光谱.从图3a的激发光谱可以看出，在波长为612 nm特征发射峰的监测下，CaWO4：0.05Eu3+的激发光谱包含两部分.其中位于200～350nm的宽带激发峰属于O2-→W6+以及O2-→Eu3+的电荷迁移带（CTB）.另一部分为在长波长区域的尖锐的激发峰，这些激发峰是由于Eu3+离子内部的4f→4f跃迁产生的，最大的激发峰位于393nm处，是由于Eu3+离子的7F0→5L6跃迁引起的［10-11］.图3 样品CaWO4：0.05Eu3+的激发和发射光谱在Eu3+离子特征激发峰393nm的近紫外光激发下，相对应的样品CaWO4：0.05Eu3+的发射光谱如图3b所示.从图中可以看出发射光谱主要由三个峰组成：两个较弱的发射峰，一个位于576nm，属于Eu3+离子的5D0→7F0跃迁；第二个较弱的发射峰位于589nm处，归因于Eu3+离子的5D0→7F1跃迁；最强的一个发射峰位于612nm处，归因于 Eu3+离子的5D0→7F2跃迁［12-14］.位于612nm的红光发射在发射光谱中占主导地位，说明该荧光粉将会发射红光.图4为样品CaWO4：0.05Tb3+的激发光谱和发射光谱.从图4a激发光谱可以看出，在波长为544nm特征发射峰的监测下，CaWO4：0.05Tb3+的激发光谱也包含两部分：位于200～350nm的宽带激发峰属于O2-→W6+以及O2-→Tb3+的电荷迁移带；另一部分为Tb3+离子的特征激发峰，分别由于从基态7F6到激发态5L1（361nm）、5G5（371nm）以及5G6（380nm）跃迁引起的［15］.在380nm近紫外光的激发下，相对应的样品的发射光谱如图4b所示.从图4b中可以看出发射光谱主要由三个峰组成：一个位于487nm，属于Tb3+离子的5D4→7F6跃迁；第二个也是最强的发射峰位于544nm处，归因于Tb3+离子的5D4→7F5跃迁；最后一个发射峰位于587nm处，是由于Tb3+离子的5D4→7F4跃迁引起的［16-18］.图4 样品CaWO4：0.05Tb3+的激发光谱和发射光谱为了验证CaWO4：Eu3+，Tb3+荧光粉是否具有颜色可调的性能，合成了总浓度为0.05但Eu3+、Tb3+掺杂比例不同的CaWO4荧光粉.图5为在236nm激发下CaWO4：xEu3+，yTb3+荧光粉的发射光谱.从图中可以看出，当CaWO4基质中只掺杂Eu3+时，样品的发射光谱中只含有Eu3+的特征发射峰，表现出很强的红光发射.当Tb3+离子共掺杂到CaWO4基质中时，样品的发射光谱中除了能看到Eu3+的发射，同时也观察到了Tb3+的特征发射.而且从图中还可以看出，随着Tb3+相对掺杂浓度的增加，Eu3+的发射峰强度逐渐降低，而Tb3+的发射峰强度逐渐增强.最后，Tb3+单掺CaWO4荧光粉仅有Tb3+的特征发射峰.CaWO4：xEu3+，yTb3+（1：x=0.05，y=0；2：x=0.04，y=0.01；3：x=0.03，y=0.02；4：x=0.02，y=0.03；5：x=0.04，y=0.01；6：x=0，y=0.05）的色坐标列于表1及图6中.可以看出，通过简便地调节Eu3+、Tb3+的相对掺杂浓度，荧光粉的发光颜色可以很容易地从红色通过黄色过渡到绿色.由此可见，合成的荧光粉可作为LED使用的颜色可调荧光粉.图5 CaWO4：xEu3+，yTb3+荧光粉的发射光谱表1 CaWO4：xEu3+，yTb3+荧光粉的色坐标值序号1 2 3 4 5 6样品CaWO4:0.05Eu3+CaWO4:0.04Eu3+,0.01Tb3+CaWO4:0.03Eu3+,0.02Tb3+Ca WO4:0.02Eu3+,0.03Tb3+CaWO4:0.01Eu3+,0.04Tb3+CaWO4:0.05Tb3+CIE色坐标x y 0.654 0.345 0.364 0.545 0.372 0.554 0.340 0.576 0.288 0.6090.245 0.653图6 CaWO4：Eu3+，Tb3+荧光粉的色坐标图3 结果与讨论本研究利用方便快捷的水热合成法成功制备了一系列Eu3+离子和Tb3+离子共掺杂的CaWO4系列颜色可调荧光粉.所有制备的样品均为纯相物质.合成的CaWO4是由平均直径约为5 μm的微球状组成，而且微球表面非常粗糙，是由许多50～100nm的小立方体组成.所有的荧光粉都能够表现出Eu3+离子或Tb3+离子的特征激发峰和发射峰，且发射光分别为红色和绿色.CaWO4：Eu3+，Tb3+荧光粉能够同时出现Eu3+和Tb3+的特征颜色发射峰.通过简便地调节Eu3+、Tb3+的相对掺杂浓度，制备荧光粉的发光颜色由于不同强度的红光和绿光的复合可以很容易地从红色通过黄色过渡到绿色，得到的颜色可调荧光粉将有望用于LED领域，为提高长白山矿产资源附加值提供了新的途径.参考文献：【相关文献】［1］孙远生.白光LEDs用颜色可调型硅酸盐及磷酸盐荧光粉的设计、合成及性能研究［D］.保定：河北大学，2017.［2］张亮亮.颜色可调的SrAlSi4N7：Ce3+，Eu2+荧光粉及其在白光LED中的应用［A］//第八届中国功能玻璃学术研讨会暨新型光电子材料国际论坛论文集［C］//中国硅酸盐学会特种玻璃专业分会、中国科学院上海光学精密机械研究所：2015：1.［3］徐书超.基于能量传递获取颜色可调型硼酸盐荧光粉及其性能调控［D］.保定：河北大学，2017.［4］白晓菲，姜浩，徐晶，等.微乳液法合成白光LED NaLu（MO4）2：Eu3+/Eu3+，Tb3+（M=W，Mo）荧光粉［J］.无机化学学报，2015，31（2）：222-228.［5］曾琦华，张信果，梁宏斌，等.白光LED用荧光粉的研究进展［J］.中国稀土学报，2011，29（1）：8-17.［6］孟庆裕，张庆，李明，等.Eu3+掺杂CaWO4红色荧光粉发光性质的浓度依赖关系研究［J］.物理学报，2012，61（10）：107804-1-8.［7］耿秀娟，田彦文，陈永杰，等.红色荧光粉MMoO4：Eu3+（M=Ca，Sr，Ba）的水热合成及光谱性质［J］.发光学报，2011，32（7）：670-674.［8］Kang F-w，Hu Y-h，Chen L，et al.Luminescent properties of Eu3+in MWO4（M=Ca，Sr，Ba）matrix［J］.J.Lumin.，2013，135（9）：113-119.［9］Kodaira C A，Brito H F，Felinto M C F C.Lumines⁃cence investigation of Eu3+ion in the RE2（WO4）3matrix（RE=La and Gd）produced using the Pechini method［J］.J.Solid State Chem.，2003，171（1-2）：401-407.［10］廖金生，周全惠，周单，等.水热法合成LuVO4：Eu3+红色荧光粉及其光谱性能研究［J］.发光学报，2013，34（6）：738-743.［11］李永进，黄杨彬，刘群，等.近紫外激发具有颜色可调的Er3+/Eu3+共掺BiOCl荧光粉［J］.物理学报，2015，64（17）：357-362.［9］Zheng Y，Lin X，Wang Q，et al.Dibenzoyl-l-cys⁃tine as organic directing agent for assembly of visible-lightsensitized luminescent AgGd（MoO4）2：Eu3+nanowires ［J］.Mater.Res.Bull.，2012，47（3）：856-860.［10］廖金生.颜色可调的新型NaTb（WO4）2：Eu3+荧光粉及能量传递的研究［A］//第七届全国稀土发光材料学术研讨会会议论文摘要集［C］//中国稀土学会发光专业委员会、中国物理学会发光分科学会：2011：1.［11］游航英，廖金生，温和瑞，等.溶胶-凝胶法合成KGd（WO4）2：Eu3+红色荧光粉及其发光性质的研究［J］.中国稀土学报，2011，29（2）：178-183.［12］廖金生，邱报，温和瑞，等.单分散球形BaWO4：Tb3+绿色荧光粉合成及光谱性能［J］.发光学报，2010，30（3）：839-843.［13］Yu X，Xu X，Jiang T，et al.Tunable color emitting of CaAl2Si2O8：Eu，Tb phosphors for light emitting diodes based on energy transfer［J］.Mater.Chem.Phys.，2013，139（1）：314-318.［14］杨艳民，李自强，焦福运，等.KCaY（PO4）2：Tb3+，Eu3+荧光粉的水热法制备及发光性质研究［J］.发光学报，2012，33（8）：845-850.［15］马坤，叶佳意，蒋伟忠.颜色可调Ca9NaZn（PO4）7：Ce3+，Tb3+荧光粉的发光性能研究［J］.光电子·激光，2015，26（11）：2148-2153.。

白光LED用红色发光粉CaWo4：Eu3的制备与发光性质的研究

白光LED用红色发光粉CaWo4：Eu3的制备与发光性质的研究张丽丽;吕树臣【摘要】采用化学共沉淀法制备了纳米晶CaWO4：Eu3＋发光粉体。

在不同掺杂浓度、不同煅烧温度的系列样品均具有Eu3特征的强室温红光荧光发射。

通过调节煅烧温度和掺杂摩尔分数来调控近紫外和蓝光吸收强度,进而调控用395nm的近紫外光和465nm的蓝光激发样品所得红光发光强度。

研究结果显示：所制备的纳米晶CaWO4：Eu3＋发光粉体可以被紫外和蓝光发光二极管有效激发,且可作为红光发光二极管用荧光粉。

【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2012(000)029【总页数】1页(P28-28)【关键词】稀土掺杂;共沉淀法;CaWO4：Eu3＋;发光性质;白光发光二极管【作者】张丽丽;吕树臣【作者单位】哈尔滨师范大学,黑龙江哈尔滨150000;哈尔滨师范大学,黑龙江哈尔滨150000【正文语种】中文【中图分类】TN312.8稀土发光材料具有优异的性能，稀土掺杂的固体发光材料在光开关、激光窗口、光纤通信、图像显示、医学、固态光源等方面都有广泛用途。

稀土和钨是我国丰产元素，为充分利用资源、寻找新型固体发光材料，近些年来对钨酸盐的合成、性质、反应机理的研究十分活跃，相关的应用受到广泛重视。

稀土离子具有丰富的能级，4f电子可以在不同能级之间跃迁，这使其具有独特的发光性能。

稀土发光材料的优点是吸收能力强，转换率高，可发射从紫外到红外的光谱，在可见光区域也有很强的发射能力，且物理化学性质稳定。

在三价稀土离子中，Eu3+的发光性能较好，其发射主要来自Eu3+的5D0→7 F2的特征发射,且不随基质的不同而发生改变,发射峰位于617 nm 左右,发射光谱几乎是线谱,半峰宽只有几个纳米,具有饱和的红光发射,是许多发光材料中重要的激活离子。

CaWO4是一种非常有前景的钨酸盐，在紫外光激发下会发出荧光，而且其发光性能稳定，是一种很好的荧光材料。

水热法合成GdInO3∶ Yb3 ＋ Ho3 ＋荧光粉及其上转换发光性能

第４０卷㊀第１２期２０１９年１２月发㊀光㊀学㊀报ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＵＭＩＮＥＳＣＥＮＣＥＶｏｌ４０Ｎｏ１２Ｄｅｃ.ꎬ２０１９文章编号:１０００￣７０３２(２０１９)１２￣１４８６￣０８水热法合成ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋荧光粉及其上转换发光性能廖金生∗ꎬ孔莉芸ꎬ王明华ꎬ彭光怀(江西理工大学化学化工学院ꎬ江西赣州㊀３４１０００)摘要:采用水热过程与进一步热处理的方法合成了六方相ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋荧光粉ꎮ采用Ｘ射线粉末衍射(ＰＸＲＤ)对晶体结构和相纯度进行了检测ꎬ结构精修结果表明ꎬ获得的样品为纯的六方相ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋荧光粉ꎮ用扫描电镜(ＳＥＭ)和透射电镜(ＴＥＭ)对合成材料的形貌进行了表征ꎮ在９８０ｎｍ激光激发下ꎬ观察到Ｈｏ３＋离子的５３９ｎｍ绿光发射(５Ｓ２/５Ｆ４ң５Ｉ８)和６６５ｎｍ红光发射(５Ｆ５ң５Ｉ８)ꎮ此外ꎬ还发现通过改变Ｈｏ３＋浓度得到了从绿光到黄光的可调发光特性ꎮ可调发光是由交叉弛豫(５Ｆ４/５Ｓ２＋５Ｉ７ң５Ｆ５＋５Ｉ６)过程引起的ꎮＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋是一种很好的上转换材料ꎬ可用于照明和显示领域ꎮ关㊀键㊀词:水热ꎻ稀土ꎻ钙钛矿ꎻ荧光粉ꎻ上转换中图分类号:０４８４.４㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀ＤＯＩ:１０.３７８８/ｆｇｘｂ２０１９４０１２.１４８６ＨｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌＳｙｓｔｈｅｉｓａｎｄＵｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎＥｍｉｓｓｉｏｎＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋ＰｈｏｓｐｈｏｒｓＬＩＡＯＪｉｎ￣ｓｈｅｎｇ∗ꎬＫＯＮＧＬｉ￣ｙｕｎꎬＷＡＮＧＭｉｎｇ￣ｈｕａꎬＰＥＮＧＧｕａｎｇ￣ｈｕａｉ(ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＪｉａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＧａｎｚｈｏｕ３４１０００ꎬＣｈｉｎａ)∗ＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇＡｕｔｈｏｒꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｊｓｌｉａｏ１２０９＠１２６.ｃｏｍＡｂｓｔｒａｃｔ:Ｙｂ３＋ａｎｄＨｏ３＋ｃｏｄｏｐｅｄｈｅｘａｇｏｎａｌＧｄＩｎＯ３ｐｈｏｓｐｈｏｒｈａｓｂｅｅｎｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙｈｙｄｒｏｔｈｅｒ￣ｍａｌｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｆｕｒｔｈｅｒｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔ.ＴｈｅｃｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｈａｓｅｐｕｒｉｔｙｗｅｒｅｃｈｅｃｋｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆｐｏｗｄｅｒＸ￣ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ(ＰＸＲＤ)ꎬａｎｄｔｈｅｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｐｕｒｅｐｈａｓｅＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋ｐｈｏｓｐｈｏｒｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ.ＴｈｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｍａｔｅｒｉａｌｓｗａｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙＳＥＭａｎｄＴＥＭ.Ｔｈｅｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ(ＵＣ)ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｐｈｏｓｐｈｏｒｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ.Ｇｒｅｅｎｅｍｉｓｓｉｏｎａｔ５３９ｎｍ(５Ｓ２/５Ｆ４ң５Ｉ８)ａｎｄｒｅｄｅｍｉｓｓｉｏｎａｔ６６５ｎｍ(５Ｆ５ң５Ｉ８)ｏｆＨｏ３＋ｗｅｒｅｏｂｓｅｒｖｅｄｕｐｏｎ９８０ｎｍｌａｓｅｒｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ.ＭｏｒｅｏｖｅｒꎬｉｔｈａｓｂｅｅｎｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｕｎｅａｂｌｅｅｍｉｓｓｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｆｒｏｍｇｒｅｅｎｔｏｙｅｌｌｏｗｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｖｉａｔｈｅＨｏ３＋ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｍｏｄ￣ｕｌａｔｉｏｎ.Ｔｈｅｔｕｎａｂｌｅｅｍｉｓｓｉｏｎｉｓｄｕｅｔｏｔｈｅｃｒｏｓｓ￣ｒｅｌａｘａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ(５Ｆ４/５Ｓ２＋５Ｉ７ң５Ｆ５＋５Ｉ６).ＴｈｅＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋ｃａｎｂｅａｇｏｏｄｃａｎｄｉｄａｔｅｆｏｒｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌｉｎｌｉｇｈｔｉｎｇａｎｄｄｉｓｐｌａｙｆｉｅｌｄｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌꎻｒａｒｅ￣ｅａｒｔｈꎻｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅꎻｐｈｏｓｐｈｏｒꎻｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ㊀㊀收稿日期:２０１９￣０７￣０３ꎻ修订日期:２０１９￣０９￣０５㊀㊀基金项目:国家自然科学基金(５１８６２０１２)ꎻ江西省重大自然科学基金(２０１６５ＡＢＣ２８０１０)资助项目ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ(５１８６２０１２)ꎻＭａｊｏｒＰｒｏｊｅｃｔｏｆＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＪｉａｎｇｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅ(２０１６５ＡＢＣ２８０１０). All Rights Reserved.㊀第１２期廖金生ꎬ等:水热法合成ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋荧光粉及其上转换发光性能１４８７㊀１㊀引㊀㊀言由于稀土离子(ＲＥ３＋)掺杂上转换(ＵＣ)无机材料在三维显示㊁防伪㊁太阳能电池㊁荧光标记㊁光学数据存储㊁光学温度传感器等方面的潜在应用而备受关注[１￣８]ꎮ在ＲＥ３＋掺杂的ＵＣ发光材料中ꎬ由于其丰富的电子能级和长荧光寿命ꎬＥｒ３＋㊁Ｔｍ３＋㊁Ｐｒ３＋和Ｈｏ３＋等ＲＥ３＋通常用作ＵＣ发射中心将近红外光子转化为可见光[９￣１２]ꎮ特别是作为ＵＣ发光中心的三价钬离子(Ｈｏ３＋)ꎬ由于其合适的电子能级结构ꎬ适合于通过ＵＣ过程将近红外光转换为可见光[１２]ꎮ由于Ｙｂ３＋在９８０ｎｍ处具有较大的吸收截面ꎬ因此在Ｈｏ３＋掺杂ＵＣ发光材料中共掺Ｙｂ３＋作为理想的敏化剂ꎬ能显著提高从红外光向可见光转移的ＵＣ效率[１３￣１６]ꎮ一般来说ꎬ激活剂和敏化剂之间的距离大小取决于ＵＣ发光中心的浓度大小[１６]ꎮ因此ꎬ优化Ｈｏ３＋掺杂浓度对提高能量传递效率是极其重要的ꎮＧｄＩｎＯ３是ＲＥＩｎＯ３家族中的一员ꎬ由于它具有良好的化学稳定性和物理性能以及相对较低的声子能量ꎬ也被认为是一种很有前途的发光基质材料[１７]ꎮ近年来ꎬ制备纯相ＧｄＩｎＯ３荧光粉的化学合成技术有高温固相反应[１８]㊁凝胶燃烧法[１７]㊁水热法[１９]等ꎮ众所周知ꎬ相比于传统的高温固相合成技术ꎬ水热法具有均匀度好㊁成本低㊁合成温度低㊁能耗低㊁粒度均匀等优点ꎮ到目前为止ꎬ关于在无机材料中掺杂Ｙｂ３＋和Ｈｏ３＋实现上转换发光已有大量报道ꎮ但是ꎬ大部分报道未涉及可调发光性能[２０￣２１]ꎮ本文报道了采用温和的水热法合成Ｙｂ３＋/Ｈｏ３＋共掺ＧｄＩｎＯ３荧光粉ꎬ进一步通过改变Ｈｏ３＋在基质中的掺杂浓度ꎬ研究了ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋荧光粉的可调上转换发光特性ꎮ２㊀实㊀㊀验２.１㊀样品制备采用水热法制备了ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋荧光粉前驱体ꎬ然后在不同的温度进行热处理ꎮ所有化学品Ｇｄ２Ｏ３(９９.９９％)㊁Ｙｂ２Ｏ３(９９.９９％)㊁Ｈｏ２Ｏ３(９９.９９％)㊁Ｉｎ(ＮＯ３)３(９９.９％)㊁ＨＯＣ(ＣＯＯＨ) (ＣＨ２ＣＯＯＨ)２∙Ｈ２Ｏ(ＡＲ)㊁十六烷基三甲基溴化铵ＣＴＡＢ(ＡＲ)㊁ＨＮＯ３(ＡＲ)㊁ＮＨ３∙Ｈ２Ｏ(ＡＲ)在没有进一步处理的情况下作为原料ꎮ以３ｍｍｏｌＧｄＩｎＯ３ʒ０.０５％Ｈｏ３＋ꎬ２０％Ｙｂ３＋为典型样品介绍合成过程:首先在加热条件下将０.４３４８ｇＧｄ２Ｏ３㊁０.１１８２ｇＹｂ２Ｏ３和０.０００３ｇＨｏ２Ｏ３溶解在稀ＨＮＯ３中ꎮ０.９０２５ｇＩｎ(ＮＯ３)３溶于去离子水中ꎮ将二者混合ꎮ加入１.２６０８ｇ一水合柠檬酸ꎬ磁力搅拌１ｈ即可得到溶液Ａꎮ将０.１０９３ｇＣＴＡＢ溶于去离子水中ꎬ磁力搅拌１ｈ得到溶液Ｂꎮ将Ｂ溶液缓慢地加入到溶液Ａ中ꎬ在磁力搅拌下加入适量的氨水至ｐＨ＝７ꎮ然后将混合溶液转移到聚四氟乙烯容器中(体积:１００ｃｍ３)ꎬ并将容器放置在不锈钢容器中ꎮ将容器密封ꎬ在１８０ħ加热１２ｈꎮ经水热处理后ꎬ用乙醇水溶液(蒸馏水与乙醇的体积比为１ʒ１)三次洗涤沉淀ꎬ在８０ħ烘箱中干燥１６ｈꎮ制备的前驱体在氧化铝坩埚中以３００ħ/ｈ的升温速率㊁不同温度(１１００ꎬ１２００ꎬ１３００ꎬ１４００ħ)下在空气中煅烧８ｈꎬ然后在炉内冷却至室温得到荧光粉ꎮ２.２㊀表征通过ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌＸ'ＰｅｒｔＰｒｏ粉末Ｘ射线衍射仪(Ｘ￣ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｏｍｅｔｅｒꎬＸＲＤ)表征荧光粉样品的物相结构ꎬ辐射源为Ｃｕ￣Ｋα(λ＝０.１５４１８７ｎｍ)ꎮ在场发射扫描电子显微镜(ＳＥＭＪＳＭ６７００Ｆ)上对样品进行了形貌表征和能谱分析ꎮ利用高分辨透射电镜(ＴＥＭＪＥＭ￣２１００Ｆ)对其结构形貌进行了研究ꎮ在９８０ｎｍ激光二极管的激发下ꎬ通过荧光光谱仪(Ｆｌｕｏｒｏｌｏｇ￣３)测量了样品在室温下的ＵＣ光谱ꎮ所有测试均在室温下进行ꎮ３㊀结果与讨论研究了煅烧温度对制备样品的结晶度和相纯度的影响ꎬ图１为ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋样品在１１００~１４００ħ不同煅烧温度下煅烧８ｈ的ＸＲＤ图ꎮ从图中可以观察到ꎬ当煅烧１１００ħ时ꎬ样品的衍射峰与六方相结构的ＧｄＩｎＯ３(ＧｄＩｎＯ３ꎬＪＣＰＤＳＮｏ.０１４￣０１５０)很好地吻合ꎬ并未观察到其他杂相衍射峰[２２]ꎮ为了更好地了解热处理温度对结晶度的影响ꎬ对３１ʎ~３３ʎ区间衍射峰对应ＧｄＩｎＯ３的(１０２)晶面放大ꎮ当煅烧温度逐渐升至１３００ħ时ꎬ其衍射峰的半高宽稍微变窄ꎬ表明目标产物的结晶性变好ꎮ当煅烧温度达到１４００ħ时ꎬ出现Ｇｄ２Ｏ３杂相ꎮ上述结果表明煅烧温度对于六方相ＧｄＩｎＯ３的形成是非常重要的ꎮ因此ꎬ将１３００ħ设定为制备不同Ｈｏ３＋浓度的ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋样品的煅烧温度ꎮ. All Rights Reserved.１４８８㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４０卷300202兹/（°）I n t e n s i t y /a .u .10304050607080GdlnO 3JCPDS 014鄄01501100℃1200℃1300℃1400℃*Gd 2O 3（102）400200100（a ）（b ）I n t e n s i t y /a .u .31.531.032.032.533.02兹/（°）1100℃1200℃1300℃1400℃FWHM:0.15°FWHM:0.15°FWHM:0.16°FWHM:0.16°图１㊀(ａ)不同热处理温度下ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋样品的ＸＲＤ图ꎻ(ｂ)３１ʎ~３３ʎ区间衍射峰对应ＧｄＩｎＯ３的(１０２)晶面放大图ꎮ图中也显示了典型ＧｄＩｎＯ３的标准粉末衍射卡(六方相ＪＣＰＤＳＮｏ.０１４０１５０)ꎮＦｉｇ.１㊀(ａ)ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｓｆｏｒＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋ｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ.(ｂ)Ｅｎ￣ｌａｒｇｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｐｅａｋ(３１ʎ－３３ʎ)ｆｏｒｃｒｙｓｔａｌｐｌａｎｅ(１０２)ｏｆＧｄＩｎＯ３ꎮＴｈｅｓｔａｎｄａｒｄｄａｔａｆｏｒｔｙｐｉｃａｌＧｄＩｎＯ３(ｈｅｘａｇｏｎａｌＪＣＰＤＳＮｏ.０１４￣０１５０)ａｒｅａｌｓｏｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｅｆｉｇｕｒｅ.为了检验成分组成和相纯度ꎬ测试了样品的结构精修ＸＲＤ图ꎮ图２是ＧｄＩｎＯ３ʒ２０％Ｙｂ３＋/０.５％Ｈｏ３＋样品在ＦｕｌｌＰｒｏｆ程序下的结构精修ꎮ最终结果是全谱因子Ｒｐ＝４.２７％ꎬ加权的全谱因子Ｒｗｐ＝５.３８％ꎬ拟合度因子χ２＝１.３９６ꎮ由于Ｒｐ和Ｒｗｐ都小于１５％且χ２<５ꎬ说明精修结果是可信的ꎮ20802兹/（°）I n t e n s i t y /a .u .103040506070Observed Calculated Background Difference Bragg positions图２㊀ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋样品的Ｒｉｅｔｖｅｌｄ结构精修ＸＲＤ图ꎬ显示计算(红色十字)㊁背景(绿色实线)㊁实验观察(黑色实线)㊁实验观察和计算之间的差异(蓝色实线)及布拉格衍射位置(粉红色短垂直线)ꎮＦｉｇ.２㊀ＲｉｅｔｖｅｌｄｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｏｆｔｈｅＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋ｓａｍｐｌｅꎬｓｈｏｗｉｎｇｃａｌｃｕｌａｔｅｄ(ｒｅｄｃｒｏｓ￣ｓｅｓ)ꎬｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ(ｇｒｅｅｎｓｏｌｉｄｌｉｎｅ)ꎬｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ(ｂｌａｃｋｓｏｌｉｄｌｉｎｅ)ꎬｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｏｂｓｅｒｖｅｄａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｅｄｐａｔｔｅｒｎｓ(ｂｌｕｅｓｏｌｉｄｌｉｎｅ)ａｎｄＢｒａｇｇｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｐｏｓｉｔｉｏｎ(ｐｉｎｋｓｈｏｒｔｖｅｒｔｉｃａｌｌｉｎｅｓ).结果表明ꎬＧｄＩｎＯ３晶胞参数ａ＝ｂ＝０.６３４４１６(５)ｎｍꎬｃ＝１.２３３６５２(１６)ｎｍꎬα＝β＝９０ʎꎬγ＝１２０ʎꎬ与已有报道的结果吻合较好ꎮ图３所示为ＧｄＩｎＯ３ʒ２０％Ｙｂ３＋/０.５％Ｈｏ３＋样品的高倍(ａ)和低倍(ｂ)扫描电镜图(ＳＥＭ)ꎬ从图中可以看出其颗粒形状接近球体ꎬ粒径约为５００图３㊀高￣(ａ)和低￣(ｂ)ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋样品颗粒的ＳＥＭ放大图像ꎻ(ｃ)ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋的ＥＤＳ光谱ꎻ(ｄ)ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋样品Ｇｄ㊁Ｉｎ㊁Ｏ㊁Ｙｂ与Ｈｏ的元素地图ꎮＦｉｇ.３㊀Ｈｉｇｈ￣(ａ)ａｎｄｌｏｗ￣(ｂ)ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｔｈｅＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋ｓａｍｐｌｅｃｒｙｓｔａｌｐａｒｔｉｃｌｅｓ.(ｃ)ＥＤＳｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋.(ｄ)ＥｌｅｍｅｎｔｍａｐｐｉｎｇｉｍａｇｅｓｏｆＧｄꎬＩｎꎬＯꎬＹｂａｎｄＨｏｆｏｒｔｈｅｃｈｏｓｅｎＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋ｐａｒｔｉｃｌｅ. All Rights Reserved.㊀第１２期廖金生ꎬ等:水热法合成ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋荧光粉及其上转换发光性能１４８９㊀ｎｍꎮＥＤＸＡ谱图进一步证实Ｙｂ３＋和Ｈｏ３＋离子成功地掺入到ＧｄＩｎＯ３基质中ꎮ如图３(ｃ)所示ꎬＧｄＩｎＯ３ʒ２０％Ｙｂ３＋/０.５％Ｈｏ３＋的ＥＤＸＡ谱图显示包含了Ｇｄ㊁Ｙｂ㊁Ｈｏ㊁Ｉｎ和Ｏ的所有元素ꎬ证明了Ｙｂ３＋和Ｈｏ３＋离子成功掺入ＧｄＩｎＯ３基质中ꎮ图３(ｃ)插图是原子百分比含量柱状图:Ｇｄ９.８５％㊁Ｉｎ８.１５％㊁Ｏ７９.３４％㊁Ｙｂ２.８５％㊁Ｈｏ０.０８％ꎮ利用元素分析技术对样品中成分的空间分布进行了分析ꎮ图３(ｄ)是已制备的样品中Ｇｄ㊁Ｙｂ㊁Ｈｏ㊁Ｉｎ和Ｏ的元素分析地图ꎬ从图中可以看到Ｇｄ㊁Ｙｂ㊁Ｈｏ㊁Ｉｎ和Ｏ元素在样品中分布均匀ꎬ这将有助于改善ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋荧光粉在显示领域中的均匀发光ꎮ结果证明ꎬＹｂ３＋和Ｈｏ３＋离子已经有效地掺入到ＧｄＩｎＯ３基质中ꎬ与上述ＸＲＤ分析结果保持一致ꎮ图４(ａ)是透射电子显微镜(ＴＥＭ)的形态观察ꎮ样品的ＴＥＭ图像表明ꎬ样品的粒径为５００ｎｍꎬ与扫描电镜的结果吻合较好ꎮ结合高分辨率ＴＥＭ图像(ＨＲＴＥＭ)(图４(ｂ))ꎬ可以清楚地看出ꎬ晶格条纹显示０.３０７３ｎｍ的面间距对应于ＧｄＩｎＯ３晶体(１０１)晶面的距离ꎮＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋样品选区电子衍射(ＳＡＥＤ)图案(图４(ｃ))进一步清楚地显示了单晶的性质ꎮ上述结果表明ꎬ采用水热法可以成功地制备出ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋荧光粉ꎮ图５是在９８０ｎｍ激光激发下不同Ｈｏ３＋掺杂浓度的ＧｄＩｎＯ３ʒｘ％Ｈｏ３＋/２０％Ｙｂ３＋荧光粉的ＵＣ发光光谱ꎮ光谱显示样品具有绿光发射(５３９ｎｍ)㊁红光发射(６６５ｎｍ)和远红光发射(７５４ｎｍ)ꎮ根据已有报道ꎬ５３９ｎｍ波段绿光发射是由于Ｈｏ３＋离子的５Ｆ４ꎬ５Ｓ２ң５Ｉ８跃迁ꎬ６６５ｎｍ波段红光发射是由于Ｈｏ３＋离子的５Ｆ５ң５Ｉ８跃迁ꎬ而７５４ｎｍ远红光发射是由于Ｈｏ３＋离子的５Ｆ４ꎬ５Ｓ２ң５Ｉ７跃迁引起的[２３￣２５]ꎮ上转换发光强度与Ｈｏ３＋浓度有关ꎮ随着Ｈｏ３＋浓度的增加ꎬ绿光和红光发射同时增强ꎬ绿光发射和红光发射在ｘ＝０.０５和ｘ＝１的情况下分别达到最大强度ꎮ需要注意的是ꎬ绿光和红光发射强度达到最大时Ｈｏ３＋浓度是不同的ꎬ这主要是由于随着Ｈｏ３＋浓度的增加ꎬ交叉弛豫过程(５Ｆ４/５Ｓ２＋５Ｉ７ң５Ｆ５＋５Ｉ６)逐渐增强所致[２６]ꎮ通过交叉弛豫(ＣＲ)过程使５Ｆ５能级的电子增加ꎮ因此ꎬ红光发射的强度增大ꎬ绿光发射的强度减小ꎮ200nm（a）图４㊀(ａ)ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋样品颗粒的ＴＥＭ图ꎻ(ｂ)ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋样品颗粒的ＨＲＴＥＭ图ꎻ(ｃ)ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋样品颗粒的ＳＥＡＤꎮＦｉｇ.４㊀(ａ)ＴＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｔｈｅＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋ｓａｍｐｌｅｃｒｙｓｔａｌｐａｒｔｉｃｌｅｓ.(ｂ)ＨＲＴＥＭｏｆＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋.(ｃ)ＳＥＡＤｏｆＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋ｐａｒｔｉｃｌｅ.姿/nm500550600650700750800x=2x=1x=0.5x=0.1x=0.05x=0.01Intensity/a.u.图５㊀ＧｄＩｎＯ３ʒｘ％Ｈｏ３＋/２０％Ｙｂ３＋(ｘ＝０.０１ꎬ０.０５ꎬ０.１ꎬ０.５ꎬ１ꎬ２)荧光粉的上转换发光光谱Ｆｉｇ.５㊀Ｕｐ￣ｃｏｎｖｅｒｔｅｄｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｓｐｅｃｔｒａｏｆＧｄＩｎＯ３ʒｘ％Ｈｏ３＋ꎬ２０％Ｙｂ３＋(ｘ＝０.０１ꎬ０.０５ꎬ０.１ꎬ０.５ꎬ１ꎬ２)ｐｈｏｓｐｈｏｒ. All Rights Reserved.１４９０㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４０卷色坐标(ｘꎬｙ)与Ｈｏ３＋浓度密切相关ꎮ从图６(ａ)可以很好地观察到ꎬ随着Ｈｏ３＋浓度的增加ꎬ样品的发光逐渐由绿光转变为黄光ꎮ从图６(ｂ)观察到ＧｄＩｎＯ３ʒ０.０１％Ｈｏ３＋ꎬ２０％Ｙｂ３＋荧光粉发光落在绿光区域ꎬ而ＧｄＩｎＯ３ʒ１％Ｈｏ３＋ꎬ２０％Ｙｂ３＋荧光粉发光落在黄光区域ꎮ随着Ｈｏ３＋浓度的增加ꎬ可以观察到黄光发射ꎬ色坐标从绿光区域(０.２６４２ꎬ０.７３４０)移动到黄光区域(０.３４７７ꎬ０.６３０５)ꎮ上述结果表明ꎬ可以通过控制Ｈｏ３＋掺杂浓度ꎬ很容易地调节ＧｄＩｎＯ３ʒｘ％Ｈｏ３＋ꎬ２０％Ｙｂ３＋样品的发光颜色ꎮ0.30.40.50.60.70.8x0.20.100.90.85205400.70.65000.50.40.34900.200.1480470460380∞1000020001500600040003000T C /K 560580600620700y2500GdInO 3∶x %Ho 3+,20%Yb 3+a:x =0.01b:x =0.05c:x =0.1d:x =0.5e:x =1f:x =2(Low)Ho 3+concentration 0.010.050.10.512（High ）（a ）（b ）图６㊀(ａ)ＧｄＩｎＯ３ʒｘ％Ｈｏ３＋ꎬ２０％Ｙｂ３＋(ｘ＝０.０１~２)荧光粉在９８０ｎｍ激发下的发光照片ꎻ(ｂ)ＧｄＩｎＯ３ʒｘ％Ｈｏ３＋ꎬ２０％Ｙｂ３＋(ｘ＝０.０１ꎬ０.０５ꎬ０.１ꎬ０.５ꎬ１ꎬ２)荧光粉的色坐标ꎮＦｉｇ.６㊀(ａ)ＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｓｏｆＧｄＩｎＯ３ʒｘ％Ｈｏ３＋ꎬ２０％Ｙｂ３＋(ｘ＝０.０１－２)ｐｈｏｓｐｈｏｒｓｕｎｄｅｒ９８０ｎｍｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ.(ｂ)ＣＩＥｃｈｒｏｍａｔｉｃｉｔｙｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｏｆＧｄＩｎＯ３ʒｘ％Ｈｏ３＋ꎬ２０％Ｙｂ３＋(ｘ＝０.０１ꎬ０.０５ꎬ０.１ꎬ０.５ꎬ１ꎬ２)ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ.根据ＵＣ的发光强度(Ｉ)与激发功率(Ｐ)的关系Ｉ＝Ｐｎꎬ其中从基态到发射态所需的泵浦光子的数目(ｎ)可以从对数图中光致发光强度(ＰＬ)随激光激发功率变化的斜率来确定ꎮ图７是ＧｄＩｎＯ３ʒ０.０５％Ｈｏ３＋ꎬ２０％Ｙｂ３＋荧光粉在９８０ｎｍ激发下各波段发光强度随泵浦功率在双对数坐标下的依赖关系ꎮ从图７可以看出ꎬ对应于绿光㊁红光和远红外发射的ｎ值分别是２.１３ꎬ２.０１ꎬ２.１７ꎮ由于ｎ值更接近于２ꎬ可以说Ｈｏ３＋的上转换发射是双光子过程ꎮ11 5.87.0ln Pl n Ｉ12109８７６５３９nm 665nm 754nm Slope:2.13Slope:2.01Slope:2.176.06.26.4 6.6 6.87.2图７㊀ＧｄＩｎＯ３ʒ０.０５％Ｈｏ３＋ꎬ２０％Ｙｂ３＋样品的５Ｆ４/５Ｓ２ң５Ｉ８(５３９ｎｍ)㊁５Ｆ５ң５Ｉ８(６６５ｎｍ)及５Ｆ４ꎬ５Ｓ２ң５Ｉ７(７５３ｎｍ)跃迁的发光强度对９８０ｎｍ激光功率的依赖关系ꎮＦｉｇ.７㊀Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｓｏｆｔｈｅｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｉｎｔｅｎｓｉｔｉｅｓｏｆ５Ｆ４/５Ｓ２ң５Ｉ８(５３９ｎｍ)ａｎｄ５Ｆ５ң５Ｉ８(６６５ｎｍ)ａｓｗｅｌｌａｓ５Ｆ４ꎬ５Ｓ２ң５Ｉ７(７５３ｎｍ)ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅ９８０ｎｍｐｕｍｐｉｎｇｌａｓｅｒｐｏｗｅｒｆｏｒＧｄＩｎＯ３ʒ０.０５％Ｈｏ３＋ꎬ２０％Ｙｂ３＋为了进一步洞察ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋样品上转换能量传递机理ꎬ测试了不同Ｈｏ３＋浓度对５Ｓ２/５Ｆ４(５３９ｎｍ)和５Ｆ５(６６５ｎｍ)能级的荧光衰减曲线ꎬ结果如图８所示(脉冲激光９８０ｎｍ激发)ꎮ不同Ｈｏ３＋掺杂浓度的ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋样品的荧光衰减曲线可以由双指数函数拟合ꎬ拟合公式如下:Ｉ＝Ａ１ｅｘｐ(－ｔ/τ１)＋Ａ２ｅｘｐ(－ｔ/τ２)其中τ１和τ２分别是Ｈｏ３＋离子的慢衰减和快衰减的荧光寿命ꎬＡ１和Ａ２是拟合参数ꎬ拟合曲线如图８所示ꎮ当存在敏化离子的激发能量传递给激活离子时ꎬ通常会观察到激活离子的双指数荧光衰减行为[２６]ꎮ其平均荧光寿命由τａｖ＝(Ａ１τ２１＋Ａ２τ２２)/(Ａ１τ１＋Ａ２τ２)计算ꎮＧｄ１.８ＩｎＯ３ʒｘＨｏ３＋/２０％Ｙｂ３＋(ｘ＝０.０１ꎬ０.０５ꎬ０.１ꎬ０.５ꎬ１ꎬ２)样品的５Ｓ２/５Ｆ４(５３９ｎｍ)能级的荧光寿命分别为０.２１ꎬ０.１２ꎬ０.０９ꎬ０.０４ꎬ０.０３ꎬ０.０２ｍｓꎮ随着Ｈｏ３＋浓度的增加ꎬ５Ｓ２/５Ｆ４(５３９ｎｍ)能级的荧光寿命明显减小ꎮ这主要是由于交叉弛豫(５Ｆ４/５Ｓ２＋５Ｉ７ң５Ｆ５＋５Ｉ６)过程引起５Ｓ２/５Ｆ４能级的粒子更快减少所致ꎮＧｄ１.８ＩｎＯ３:ｘＨｏ３＋/２０％Ｙｂ３＋(ｘ＝０.０１ꎬ０.０５ꎬ０.１ꎬ０.５ꎬ１ꎬ２)样品的５Ｆ５(６５５ｎｍ)能级的荧光寿命分别为０.３２ꎬ０.２０ꎬ０.１９ꎬ０.１８ꎬ０.１６ꎬ０.１４ｍｓꎮ随着. All Rights Reserved.㊀第１２期廖金生ꎬ等:水热法合成ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋荧光粉及其上转换发光性能１４９１㊀Ｈｏ３＋浓度的增加ꎬ５Ｆ５(６５５ｎｍ)能级的荧光寿命减小幅度更小ꎮ５Ｆ５能级的粒子减少的速率变慢主要是由于交叉驰豫(５Ｆ４/５Ｓ２＋５Ｉ７ң５Ｆ５＋５Ｉ６)过程中５Ｆ４/５Ｓ２能级的粒子无辐射驰豫到５Ｆ５能级ꎮ0.2 1.2Decay time /msN o r m a l i z e d i n t e n s i t y /a .u .姿em =539nm00.40.60.8 1.0 1.420%Yb 0.01%Ho 子=0.21ms20%Yb 0.05%Ho 子=0.12ms 20%Yb 0.1%Ho 子=0.09ms 20%Yb 0.5%Ho 子=0.04ms 20%Yb 1%Ho 子=0.03ms 20%Yb 2%Ho 子=0.02ms0.5 3.0Decay time /msN o r m a l i z e d i n t e n s i t y /a .u .姿em =665nm0 1.0 1.5 2.0 2.5 4.020%Yb 0.01%Ho 子=0.32ms20%Yb 0.05%Ho 子=0.20ms 20%Yb 0.1%Ho 子=0.19ms 20%Yb 0.5%Ho 子=0.18ms 20%Yb 1%Ho 子=0.16ms 20%Yb 2%Ho 子=0.14ms3.5（a ）（b ）图８㊀Ｇｄ１.８ＩｎＯ３ʒｘＨｏ３＋/２０％Ｙｂ３＋(ｘ＝０.０１ꎬ０.０５ꎬ０.１ꎬ０.５ꎬ１ꎬ２)荧光粉在９８０ｎｍ激发下ꎬ监测发射波长５３９ｎｍ(ａ)和６６５ｎｍ(ｂ)的荧光衰减曲线ꎮＦｉｇ.８㊀ＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｄｅｃａｙｃｕｒｖｅｓｆｏｒＧｄ１.８ＩｎＯ３ʒｘＨｏ３＋/２０％Ｙｂ３＋(ｘ＝０.０１ꎬ０.０５ꎬ０.１)ｏｆ５３９ｎｍ(ａ)ａｎｄ６６５ｎｍ(ｂ)ｅｍｉｓｓｉｏｎｓｕｎｄｅｒｔｈｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｏｆ９８０ｎｍｌａｓｅｒｄｉｏｄｅ图９所示为ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋样品中Ｙｂ３＋和Ｈｏ３＋能级图及ＵＣ发光机制的能级图ꎮ在９８０ｎｍ红外光激发下ꎬＹｂ３＋吸收一个红外光子ꎬ从基态２Ｆ７/２跃迁至激发态２Ｆ５/２ꎻ然后通过从Ｙｂ３＋离子的激发态能级２Ｆ５/２转移来的能量使Ｈｏ３＋从基态５Ｉ８跃迁至激发态５Ｉ６ꎮ这是声子辅助的能量转移过程ꎬ原因是Ｙｂ３＋离子的２Ｆ５/２能级和Ｈｏ３＋的５Ｉ６能级之间的能量不匹配ꎮ５Ｉ６能级上粒子布居后ꎬ会出现两种不同的粒子布居过程ꎮ第一种方式是部分位于Ｈｏ３＋离子５Ｉ６能级的粒子接收来自Ｙｂ３＋离子的激发态能量跃迁至５Ｓ２/５Ｆ４能级ꎻ然后从５Ｓ２/５Ｆ４能级跃迁至５Ｉ８能级ꎬ产生以５３９ｎｍ为中心的绿光发射ꎮ第二种方式是部分Ｈｏ３＋离子５Ｉ６能级的粒子通过无辐射弛豫过程到５Ｉ７能级ꎬ５Ｉ７激发态离子通常接收处于Ｙｂ３＋离子激发态的能量跃迁至５Ｆ５能级然后弛豫至基态ꎬ产生以６６５ｎｍ为中心的红光发射ꎮ一般来说ꎬ５Ｉ６能级的寿命为５ｍｓ数量级ꎮ处于这个能级的Ｈｏ３＋具有更大的继续吸收能量的可能性ꎬ即更容易实现５Ｓ２/５Ｆ４能级的布居ꎮ因此ꎬ在发射光谱中观察到ꎬ绿光发射强度比红光发射强度大ꎮＨｏ３＋的５Ｓ２/５Ｆ４能级的电子跃迁到５Ｉ７的亚稳态能级ꎬ发射７５４ｎｍ的远红光ꎮ2Ｆ5/2ET1ET2ET3980nm201510502F 7/2Yb3+G S AN RE n e r g y /(103c m -1)Ho3+548n m 539n m5I 75I 85I 65I 55I 45F 55S 25F 4665n m 754n m Ho 3+E S AN R图９㊀Ｙｂ３＋和Ｈｏ３＋离子的能级图及在ＧｄＩｎＯ３ʒＨｏ３＋ꎬＹｂ３＋中的ＵＣ发光机制(ＮＲ代表无辐射弛豫过程ꎬＧＳＡ和ＥＳＡ分别代表基态吸收和激发态吸收)Ｆｉｇ.９㊀ＥｎｅｒｇｙｌｅｖｅｌｄｉａｇｒａｍｓｏｆＹｂ３＋ａｎｄＨｏ３＋ｉｏｎｓａｎｄＵＣｅｍｉｓｓｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｎｔｈｅＧｄＩｎＯ３ʒＨｏ３＋ꎬＹｂ３＋(ＮＲｓｔａｎｄｓｆｏｒｎｏｎ￣ｒａｄｉａｔｉｖｅｐｒｏｃｅｓｓꎬＧＳＡａｎｄＥＳＡｓｔａｎｄｆｏｒｇｒｏｕｎｄｓｔａｔｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｅｘｃｉｔｅｄｓｔａｔｅａｂｓｏｒｐ￣ｔｉｏｎꎬｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ)４㊀结㊀㊀论采用水热法成功地合成了六方相ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋荧光粉ꎮ随着Ｈｏ３＋掺杂浓度的增加ꎬ在９８０ｎｍ激发下ꎬＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋荧光粉从亮绿色上转换发光可调成明亮的黄色发光ꎬ这主要由交叉弛豫(５Ｆ４/５Ｓ２＋５Ｉ７ң５Ｆ５＋５Ｉ６)过程引起ꎮ绿光和红光发射归因于Ｈｏ３＋离子的５Ｆ４/５Ｓ２ң５Ｉ８和５Ｆ５ң５Ｉ８跃迁ꎮ该荧光粉具有从绿光到黄光可调的上转换发射ꎮ因此ꎬＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋荧光粉在显示和照明领域具有良好的应用前景ꎮ. All Rights Reserved.１４９２㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第４０卷参㊀考㊀文㊀献:[１]ＤＥＮＧＲＲꎬＱＩＮＦꎬＣＨＥＮＲＦꎬｅｔａｌ..Ｔｅｍｐｏｒａｌｆｕｌｌ￣ｃｏｌｏｕｒｔｕｎｉｎｇｔｈｒｏｕｇｈｎｏｎ￣ｓｔｅａｄｙ￣ｓｔａｔｅｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ[Ｊ].Ｎａｔ.Ｎａｎｏｔｅｃｈｎｏｌ.ꎬ２０１５ꎬ１０(３):２３７￣２４２.[２]ＫＵＭＡＲＰꎬＤＷＩＶＥＤＩＪꎬＧＵＰＴＡＢＫꎬｅｔａｌ..Ｈｉｇｈｌｙｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔｄｕａｌｍｏｄｅｒａｒｅ￣ｅａｒｔｈｎａｎｏｒｏｄａｓｓｉｓｔｅｄｍｕｌｔｉ￣ｓｔａｇｅｅｘｃｉｔａ￣ｂｌｅｓｅｃｕｒｉｔｙｉｎｋｆｏｒａｎｔｉ￣ｃｏｕｎｔｅｒｆｅｉｔｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[Ｊ].Ｊ.Ｍａｔｅｒ.Ｃｈｅｍ.Ｃꎬ２０１４ꎬ２(４８):１０４６８￣１０４７５.[３]ＣＨＥＮＧＹＹꎬＮＡＴＴＥＳＴＡＤＡꎬＳＣＨＵＬＺＥＴＦꎬｅｔａｌ..Ｉｎｃｒｅａｓｅｄｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｆｏｒｔｈｉｎｆｉｌｍｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ:ａｔｒｉｍｏ￣ｌｅｃｕｌａｒｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ[Ｊ].Ｃｈｅｍ.Ｓｃｉ.ꎬ２０１６ꎬ７(１):５５９￣５６８.[４]ＳＨＡＬＡＶＡꎬＲＩＣＨＡＲＤＳＢＳꎬＴＲＵＰＫＥＴꎬｅｔａｌ..ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＮａＹＦ４ʒＥｒ３＋ｕｐ￣ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇｐｈｏｓｐｈｏｒｓｆｏｒｅｎｈａｎｃｅｄｎｅａｒ￣ｉｎｆｒａｒｅｄｓｉｌｉｃｏｎｓｏｌａｒｃｅｌｌｒｅｓｐｏｎｓｅ[Ｊ].Ａｐｐｌ.Ｐｈｙｓ.Ｌｅｔｔ.ꎬ２００５ꎬ８６(１):０１３５０５￣１￣３.[５]ＳＨＡＮＧＬꎬＤＯＮＧＳＪꎬＮＩＥＮＨＡＵＳＧＵ.Ｕｌｔｒａ￣ｓｍａｌｌｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｍｅｔａｌｎａｎｏｃｌｕｓｔｅｒｓ:ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｂｉｏｌｏｇｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＮａｎｏＴｏｄａｙꎬ２０１１ꎬ６(４):４０１￣４１８.[６]ＰＩＣＨＡＡＮＤＩＪꎬＢＯＹＥＲＪＣꎬＤＥＬＡＮＥＹＫＲꎬｅｔａｌ..Ｔｗｏ￣ｐｈｏｔｏｎｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｌａｓｅｒ(ｓｃａｎｎｉｎｇａｎｄｗｉｄｅ￣ｆｉｅｌｄ)ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙｕｓｉｎｇＬｎ３＋￣ｄｏｐｅｄＮａＹＦ４ｕｐｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ:ａｃｒｉｔｉｃａｌｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｎｂｉｏｉｍａｇｉｎｇ[Ｊ].Ｊ.Ｐｈｙｓ.Ｃｈｅｍ.Ｃꎬ２０１１ꎬ１１５(３９):１９０５４￣１９０６４.[７]ＤＥＹＲꎬＲＡＩＶＫ.Ｙｂ３＋ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄＥｒ３＋ｄｏｐｅｄＬａ２Ｏ３ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｏｒｓａｎｄｄｉｓｐｌａｙｄｅｖｉｃｅｓ[Ｊ].ＤａｌｔｏｎＴｒａｎｓ.ꎬ２０１４ꎬ４３(１):１１１￣１１９.[８]ＺＨＡＮＧＪꎬＺＨＡＮＧＹＱꎬＪＩＡＮＧＸＭ.ＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓｏｎｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｏｆＫ３Ｙ(ＰＯ４)２ʒＹｂ３＋￣Ｅｒ３＋/Ｈｏ３＋/Ｔｍ３＋ｐｈｏｓｐｈｏｒｓｆｏｒｏｐｔｉｃａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｉｎｇ[Ｊ].Ｊ.ＡｌｌｏｙｓＣｏｍｐｄ.ꎬ２０１８ꎬ７４８:４３８￣４４５.[９]ＡＵＺＥＬＦ.Ｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄａｎｔｉ￣ｓｔｏｋｅｓｐｒｏｃｅｓｓｅｓｗｉｔｈｆａｎｄｄｉｏｎｓｉｎｓｏｌｉｄｓ[Ｊ].Ｃｈｅｍ.Ｒｅｖ.ꎬ２００４ꎬ１０４(１):１３９￣１７４.[１０]ＷＡＮＧＦꎬＬＩＵＸＧ.Ｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｍｕｌｔｉｃｏｌｏｒｆｉｎｅ￣ｔｕｎｉｎｇ:ｖｉｓｉｂｌｅｔｏｎｅａｒ￣ｉｎｆｒａｒｅｄｅｍｉｓｓｉｏｎｆｒｏｍｌａｎｔｈａｎｉｄｅ￣ｄｏｐｅｄＮａＹＦ４ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ[Ｊ].Ｊ.Ａｍ.Ｃｈｅｍ.Ｓｏｃ.ꎬ２００８ꎬ１３０(１７):５６４２￣５６４３.[１１]ＹＡＤＡＶＲＳꎬＶＥＲＭＡＲＫꎬＢＡＨＡＤＵＲＡꎬｅｔａｌ..Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｓａｎｄｉｎｔｅｎｓｅｇｒｅｅｎｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｍｉｓｓｉｏｎｉｎ. All Rights Reserved.Ｙｂ３＋ꎬＰｒ３＋ｃｏ￣ｄｏｐｅｄＹ２Ｏ３ｎａｎｏ￣ｐｈｏｓｐｈｏｒ[Ｊ].Ｓｐｅｃｔ.ＡｃｔａＰａｒｔＡꎬ２０１５ꎬ１３７:３５７￣３６２.[１２]ＴＡＮＧＪＦꎬＣＨＥＮＧＣＨꎬＣＨＥＮＹＪꎬｅｔａｌ..Ｙｅｌｌｏｗ￣ｇｒｅｅｎｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｉｎＹｂ３＋ꎬＨｏ３＋ｃｏ￣ｄｏｐｅｄＮａＬａ￣(ＭｏＯ４)２ｐｈｏｓｐｈｏｒ[Ｊ].Ｊ.ＡｌｌｏｙｓＣｏｍｐｄ.ꎬ２０１４ꎬ６０９:２６８￣２７３.[１３]ＬＩＴꎬＧＵＯＣＦꎬＳＵＯＨꎬｅｔａｌ..Ｄｕａｌ￣ｍｏｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｏｆｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｃｈｒｏｍａｔｉｃｉｔｙｉｎＡｇＬａ(ＭｏＯ４)２ʒＹｂ３＋ꎬＨＯ３＋ｕｐ￣ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｐｈｏｓｐｈｏｒｓ[Ｊ].Ｊ.Ｍａｔｅｒ.Ｃｈｅｍ.Ｃꎬ２０１６ꎬ４(１０):１９６４￣１９７１.[１４]ＴＡＮＧＪＦꎬＧＯＵＪꎬＬＩＧＮꎬｅｔａｌ..ＳｙｎｔｈｅｓｉｓꎬｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｏｆＹｂ３＋ꎬＨＯ３＋ｃｏ￣ｄｏｐｅｄＧｄ３Ａｌ５Ｏ１２ｇａｒｎｅｔｐｈｏｓｐｈｏｒｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｔｈｅＰｅｃｈｉｎｉｓｏｌ￣ｇｅｌｍｅｔｈｏｄ[Ｊ].ＲＳＣＡｄｖ.ꎬ２０１６ꎬ６(５９):５４４３５￣５４４３９.[１５]ＺＨＯＵＪꎬＬＩＵＱꎬＦＥＮＧＷꎬｅｔａｌ..Ｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓ:ａｄｖａｎｃｅｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[Ｊ].Ｃｈｅｍ.Ｒｅｖ.ꎬ２０１５ꎬ１１５(１):３９５￣４６５.[１６]ＪＩＡＮＧＴꎬＴＩＡＮＹꎬＸＩＮＧＭＭꎬｅｔａｌ..Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅａｎｄｕｐ￣ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＹ２Ｍｏ４Ｏ１５ʒＹｂꎬＨｏｕｎｄｅｒ４５４ａｎｄ９８０ｎｍｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ[Ｊ].Ｍａｔｅｒ.Ｒｅｓ.Ｂｕｌｌ.ꎬ２０１８ꎬ９８:３２８￣３３４.[１７]ＰＡＵＬＢꎬＣＨＡＴＴＥＲＪＥＥＳꎬＧＯＰＳꎬｅｔａｌ..ＥｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｌａｔｔｉｃｅｄｙｎａｍｉｃｓｉｎｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｈｅｘａｇｏｎａｌＲＥＩｎＯ３(ＲＥ＝ＨｏꎬＤｙꎬＴｂꎬＧｄꎬＥｕꎬＳｍ)ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅｓ[Ｊ].Ｍａｔｅｒ.Ｒｅｓ.Ｅｘｐｒｅｓｓꎬ２０１６ꎬ３(７):０７５７０３￣１￣１２.[１８]ＳＨＵＫＬＡＲꎬＧＲＯＶＥＲＶꎬＳＲＩＮＩＶＡＳＵＫꎬｅｔａｌ..Ｒａｒｅｅａｒｔｈｉｎｄａｔｅｓ(ＲＥʒＬａ￣Ｙｂ):ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｒｏｕｔｅａｎｄｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ[Ｊ].ＤａｌｔｏｎＴｒａｎｓ.ꎬ２０１８ꎬ４７(１９):６７８７￣６７９９.[１９]ＢＡＬＡＭＵＲＵＧＡＮＣꎬＡＲＵＮＫＵＭＡＲＳꎬＬＥＥＤＷ.Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ３ＤｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＧｄＩｎＯ３ａｎｄｒｅｄｕｃｅｄ￣ｇｒａｐｈｅｎｅ￣ｄｅｃｏｒａ￣ｔｅｄＧｄＩｎＯ３ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｆｏｒＣＯｓｅｎｓｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[Ｊ].Ｓｅｎｓ.ＡｃｔｕａｔｏｒｓＢꎬ２０１６ꎬ２３４:１５５￣１６６.[２０]ＨＵＩＸＷꎬＬＩＹＸꎬＷＡＮＧＸＳꎬｅｔａｌ..ＢｒｉｇｈｔｇｒｅｅｎｅｍｉｓｓｉｏｎｉｎＨｏ＋３￣Ｙｂ＋３ｃｏ￣ｄｏｐｅｄＢｉ１/２Ｎａ１/２ＴｉＯ３ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｃｅｒａｍｉｃｓａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｔｈｅｒｍｏｍｅｔｒｙｂｅｈａｖｉｏｒ[Ｊ].Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓꎬ２０１５ꎬ４８７(１):１３３￣１４１.[２１]ＲＹＢＡ￣ＲＯＭＡＮＯＷＳＫＩＷꎬＧＯＬＡＢＳꎬＤＯＭＩＮＩＡＫ￣ＤＺＩＫＧꎬｅｔａｌ..ＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｒａｄｉａｔｉｏｎｉｎｔｏｒｅｄｅｍｉｓｓｉｏｎｉｎＹＶＯ４ʒＹｂꎬＨｏ[Ｊ].Ａｐｐｌ.Ｐｈｙｓ.Ｌｅｔｔ.ꎬ２００１ꎬ７９(１９):３０２６￣３０２８.[２２]ＬＩＹＢꎬＷＡＮＧＹＺꎬＴＡＮＷＪꎬｅｔａｌ..ＬａｓｅｒｆｌｏａｔｉｎｇｚｏｎｅｇｒｏｗｔｈｏｆｉｍｐｒｏｐｅｒｇｅｏｍｅｔｒｉｃｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＧｄＩｎＯ３ｓｉｎｇｌｅｃｒｙｓｔａｌｓｗｉｔｈＺ６ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌｄｅｆｅｃｔ[Ｊ].Ｊ.Ｍａｔｅｒ.Ｃｈｅｍ.Ｃꎬ２０１８ꎬ６(２６):７０２４￣７０２９.[２３]ＫＵＭＡＲＶꎬＺＯＥＬＬＮＥＲＢꎬＭＡＧＧＡＲＤＰＡꎬｅｔａｌ..ＥｆｆｅｃｔｏｆｄｏｐｉｎｇＧｅｉｎｔｏＹ２Ｏ３ʒＨｏꎬＹｂｏｎｔｈｅｇｒｅｅｎ￣ｔｏ￣ｒｅｄｅｍｉｓｓｉｏｎ㊀第１２期廖金生ꎬ等:水热法合成ＧｄＩｎＯ３ʒＹｂ３＋/Ｈｏ３＋荧光粉及其上转换发光性能１４９３㊀ｒａｔｉｏａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｅｎｓｉｎｇ[Ｊ].ＤａｌｔｏｎＴｒａｎｓ.ꎬ２０１８ꎬ４７(３２):１１１５８￣１１１６５.[２４]ＬＩＮＨꎬＸＵＤＫꎬＬＩＡＭꎬｅｔａｌ..ＴｕｎｉｎｇｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｏｆｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｉｎＮａＬｕＦ４ʒＹｂ３＋ꎬＨｏ３＋ｃｒｙｓｔａｌｓ[Ｊ].Ｐｈｙｓ.Ｃｈｅｍ.Ｃｈｅｍ.Ｐｈｙｓ.ꎬ２０１５ꎬ１７(２９):１９５１５￣１９５２６.[２５]ＨＵＡＮＧＨＮꎬＺＨＯＵＨＦꎬＺＨＯＵＪꎬｅｔａｌ..Ｅｎｈａｎｃｅｄａｎｔｉ￣ｓｔｏｃｋｓｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｉｎＬａＮｂＯ４ʒＬｎ３＋(Ｌｎ３＋＝Ｙｂ３＋ꎬＥｒ３＋/Ｈｏ３＋/Ｔｍ３＋)ｗｉｔｈａｂｕｎｄａｎｔｃｏｌｏｒ[Ｊ].ＲＳＣＡｄｖ.ꎬ２０１７ꎬ７(２７):１６７７７￣１６７８６.[２６]ＬＩＵＳＦꎬＬＩＵＳＢꎬＭＩＮＧＨꎬｅｔａｌ..ＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｕｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｉｎＨｏ３＋/Ｙｂ３＋ｃｏ￣ｄｏｐｅｄＢａ３Ｓｃ４Ｏ９ｐｈｏｓｐｈｏｒ[Ｊ].Ｍａｔｅｒ.Ｒｅｓ.Ｂｕｌｌ.ꎬ２０１８ꎬ９８:１８７￣１９３.廖金生(１９７３－)ꎬ男ꎬ江西宁都人ꎬ博士ꎬ教授ꎬ２００６年于中国科学院福建物质结构研究所获得博士学位ꎬ主要从事稀土发光材料的制备与性能的研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｊｓｌｉａｏ１２０９＠１２６.ｃｏｍ. All Rights Reserved.。

红色荧光粉CaWO_(4)∶Eu^(3+),Bi^(3+)的制备和光学性能的研究

红色荧光粉CaWO_(4)∶Eu^(3+),Bi^(3+)的制备和光学性能的研究蔡小勇;姜洪喜【期刊名称】《人工晶体学报》【年(卷),期】2024(53)5【摘要】本文采用高温固相法合成了一系列红色荧光粉CaWO_(4)∶Eu^(3+),Bi^(3+)。

通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光分光光度计等手段,对样品的晶体结构、微观形貌、光学性能、能量传递方式、荧光寿命和热稳定性进行了表征。

结果表明,当Eu^(3+)和Bi^(3+)的掺杂浓度分别为7%和2%时(摩尔分数),荧光粉红色发光(615 nm)最强,理论计算得到荧光粉的平均颗粒尺寸为50.27 nm,这与电子显微镜观察结果相符合。

能量传递方式以电偶极-电四极相互作用为主,对CaWO_(4)∶7%Eu^(3+),yBi^(3+)(y=0~6%)系列荧光粉进行了荧光寿命测量,发现它们荧光寿命基本相同,都在0.56 ms左右。

对CaWO_(4)∶7%Eu^(3+),2%Bi^(3+)荧光粉在不同温度下的光谱进行比较,并且计算相应的色度坐标,当温度升高时,色度坐标整体左移,发光强度有所变弱,但整体来说热稳定性较好。

较好的热稳定性和明亮红光发射表明该荧光粉可以作为潜在商用红光荧光粉。

【总页数】8页(P833-840)【作者】蔡小勇;姜洪喜【作者单位】黑龙江科技大学研究生学院;嘉应学院【正文语种】中文【中图分类】O482.31;TQ422【相关文献】1.近紫外光LED芯片用红色荧光粉SrIn_2O_4:Eu^(3+),Sm^(3+)的制备及性能研究2.水热法制备PEG-400辅助下的Bi^(3+)敏化NaLa(WO_4)_2∶Eu^(3+)荧光粉及其发光性能研究3.Bi^(3+),Eu^(3+)掺杂的KMP_(2)O_(7)(M=Al,Ga)荧光粉的制备和发光性能研究4.Ca_(0.7)Sr_(0.3)MoO_4∶Eu^(3+),Gd^(3+),Na^+红色荧光粉的制备与发光性能研究5.单一基质SrMoO4:Eu^3+/Dy^3+荧光粉制备及光学性能研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。